La impresión 3D impulsa el crecimiento de la fabricación bajo demanda

A pesar de la pandemia, la inflación, la escasez de mano de obra y chips, y todo lo demás que obstaculiza las cadenas de suministro globales, el optimismo sobre una solución de fabricación es tan fuerte que impulsó a tres empresas a cotizar en bolsa en 2021: Fathom, Shapeways y Xometry. Un cuarto, Fast Radius, debutará en Wall Street en febrero. 

Esta nueva generación de empresas de fabricación digital bajo demanda invierte mucho en software y tecnologías de fabricación impulsadas digitalmente, como la impresión 3D industrial. No solo prometen una fabricación local de piezas más rápida y eficiente, sino también soluciones digitales que permiten innovaciones de productos que ahorran costos y aceleran el tiempo de comercialización para casi cualquier tipo de producto.

“Hay una creciente conciencia sobre cómo la infraestructura para diseñar, hacer y mover cosas hoy en día no satisface las necesidades de este tiempo: es rígida, derrochadora, obsoleta y tampoco es sostenible”, dice Lou Rassey, cofundador y CEO de Fast Radius con sede en Chicago.

La microfábrica más nueva de la compañía en Goose Island en Chicago cuenta con impresoras 3D industriales de Carbon y HP junto con máquinas CNC integradas digitalmente, como parte de la plataforma de fabricación en la nube de Fast Radius. La microfábrica producirá componentes para empresas de todos los sectores, incluidos vehículos eléctricos, dispositivos médicos y sanitarios y bienes de consumo. El Foro Económico Mundial nombró a Fast Radius como una de las nueve mejores fábricas del mundo que implementan "tecnologías de la Cuarta Revolución Industrial" o Industria 4.0.

Fabricación integrada digitalmente

Las empresas de este sector a menudo se agrupan bajo el paraguas de la fabricación digital bajo demanda cuando, de hecho, ofrecen una variedad de enfoques para la impresión 3D, la Industria 4.0 y la modernización de la cadena de suministro de fabricación.

En un extremo del espectro, empresas como Shapeways y Sculpteo (propiedad del gigante químico BASF) ofrecen una plataforma en línea fácil de cargar e imprimir. Este modelo de impresión 3D bajo demanda se centra en la facilidad de uso; cualquiera puede cargar archivos de piezas digitales, hacer clic para elegir materiales y recibir piezas y prototipos en horas o días. Esta experiencia moderna, similar a la del consumidor, tiene como objetivo llevar la fabricación a las masas al facilitar las impresiones 3D de todo, desde prototipos de productos hasta modelos arquitectónicos.

Otras empresas, como Materialise, que se hizo pública en 2014, tienen una amplia base de clientes para sus soluciones de software que ayudan a las empresas a imprimir en 3D sus propios archivos digitales internamente y a operar su propia flota de impresoras 3D. El software también es utilizado por otros servicios de impresión 3D bajo demanda para rastrear e imprimir pedidos de clientes. La fabricación bajo demanda de Materialise en una de las instalaciones de impresión 3D más grandes de Europa cuenta con seis tecnologías de impresión 3D.

Fathom comenzó como un fabricante por contrato de volumen pequeño a mediano que adoptó nuevos métodos, incluida la impresión 3D, desde el principio. Todavía ofrecen fabricación tradicional, pero está integrada en un proceso de producción digital de extremo a extremo.

“La gran diferenciación para nosotros y nuestra plataforma es que tenemos décadas de experiencia y relaciones con los clientes muy arraigadas”, dice Ryan Martin, director ejecutivo de Fathom. “Nos enfocamos en proporcionar a los clientes de grandes empresas una solución única para sus desafíos de fabricación”.

Fast Radius es una unión de servicios impulsados ​​por software, experiencia en ingeniería y plantas de producción de hardware de última generación. Son uno de los únicos fabricantes bajo demanda que poseen y operan todas sus propias instalaciones de producción, lo que les permite integrar sus soluciones de software y automatizar la producción.

El software de la empresa puede sugerir mejoras a un archivo digital, guiar a los clientes a través de sus opciones de materiales y tecnología y proporcionar transparencia en el proceso de producción. Pero la fabricación bajo demanda es solo una de las soluciones de Fast Radius, dice Rassey. "Ofrecemos microfábricas personalizadas construidas específicamente para las necesidades únicas de los clientes, cerca de donde el cliente necesita piezas para que puedan construir cadenas de suministro flexibles". Clientes como Satair (una subsidiaria de Airbus) utilizan Fast Radius Virtual Warehouse para almacenar sus piezas digitalmente, listas para fabricar en cualquier momento, liberando espacio físico en el almacén y eliminando el exceso de existencias. 

El creciente número de fabricantes digitales bajo demanda ha hecho que seleccionar uno sea un desafío para muchas empresas. Xometry y otra empresa emergente, Craftcloud, ofrecen portales en línea que son mercados de estos fabricantes. Los clientes cargan su archivo digital y los socios de fabricación de todo el mundo ofertan por el proyecto. 

“A menudo, los clientes buscan la solución más rápida o la solución más económica para su proyecto de impresión 3D”, dice Mathias Plica, director ejecutivo de Craftcloud. “Los conectamos con socios locales que tienen la experiencia para entregar los materiales y la calidad que necesitan”.

Independientemente del modelo de negocio, lo que todas estas empresas tienen en común es la aplicación de tecnología de fabricación inteligente para permitir un proceso de fabricación altamente automatizado desde el concepto hasta el cumplimiento. Esto implica computación en la nube, IA, IoT, aprendizaje automático, big data, simulación digital y, por supuesto, impresión 3D (también llamada fabricación aditiva).

Evangelistas de la fabricación aditiva 

Aunque Fathom, con sede en Heartland, Wisconsin, tiene 90 impresoras 3D de grado industrial para piezas de plástico y metal, y casi 450,000 12 pies cuadrados de capacidad de fabricación en XNUMX instalaciones de EE. UU., su oferta más poderosa puede ser su personal.

“Las empresas acuden a nosotros para entender cómo utilizar la fabricación aditiva”, dice Martin. “En algunos casos, introdujimos a las empresas en la fabricación aditiva, que es un área de gran crecimiento para nosotros. Uno de nuestros clientes automotrices se acercó a nosotros la semana pasada para conocer nuestra experiencia en ingeniería y descubrir cómo pueden desarrollar más aplicaciones para él más allá de la creación de prototipos”. 

El mensaje de los fabricantes digitales bajo demanda es que los clientes no necesitan saber mucho sobre la impresión 3D para beneficiarse de la flexibilidad, la velocidad y el ahorro de costos que puede ofrecer. Tampoco necesitan invertir en impresoras 3D con etiquetas de precio de seis cifras o contratar ingenieros experimentados para obtener piezas, prototipos y herramientas que sean más livianas, resistentes y económicas que las fabricadas con métodos de fabricación tradicionales.

Las grandes empresas pueden optar por la impresión 3D bajo demanda porque ofrece una gama más amplia de materiales y tecnologías de lo que sería práctico tener en una instalación in situ. Fathom cuenta entre sus clientes con Tesla, 3M, Google y Amazon. Shapeways dice que trabaja con Target y el fabricante de prótesis Fillauer, y Xometry cuenta con ingenieros de Bosch, NASA y BMW entre sus clientes.

Fast Radius ofrece un servicio que llama Additive Launch para ayudar a los clientes a aprovechar las últimas tecnologías de impresión 3D y herramientas de diseño para acelerar el desarrollo de productos.

“Hemos trabajado con empresas como Rawlings, Steelcase y Aptiv para llevar nuevos productos al mercado que solo son posibles con la fabricación aditiva”, dice Rassey. El nuevo guante de béisbol REV1X Rawlings presenta un acolchado interno impreso en 3D en el pulgar y el meñique que reduce significativamente el peso del guante sin sacrificar la protección o la durabilidad, según Rawlings.

Volvo recurrió recientemente a Materialise para optimizar la producción de herramientas y accesorios de fabricación más livianos para sus fábricas. En Bell Helicopter Textron, los ingenieros recurrieron al ala de fabricación bajo demanda del fabricante de impresoras 3D Stratasys, llamada Stratasys Direct, para imprimir en 3D componentes certificados para vuelos que redujeron el peso en un 13 % y el tiempo de entrega de fabricación en un 75 %, dice la compañía.

Más allá de la experiencia en impresión 3D, otro viento de cola que impulsa el crecimiento de estos fabricantes bajo demanda son los avances en el software de fabricación aditiva y las propias impresoras 3D. Estas y otras tecnologías de fabricación inteligente en la actualidad son más maduras, confiables y asequibles, dice Rassey. Esto hace posible que empresas como Fast Radius y otras establezcan modelos comerciales rentables en torno a estas herramientas. 

“Con el despegue de Industria 4.0, estamos en la cúspide de una importante oportunidad de crecimiento”, dice Martin. “Los ciclos de vida de los productos son mucho más cortos de lo que eran incluso hace cinco años, y las empresas necesitan un socio de fabricación avanzado bajo demanda que pueda moverse rápidamente y satisfacer todos sus requisitos sin sacrificar la calidad”.

Si el creciente número de proveedores de servicios es una prueba, más empresas parecen estar despertando a la idea de plataformas ágiles de fabricación digital y los beneficios de la transición de su producción de fabricación tradicional a digital a través de un proveedor de servicios bajo demanda de confianza.