¿La ayuda del gobierno realmente impulsará la fabricación aditiva de EE. UU.?

El nuevo paquete de ayuda de la Administración Biden para las pymes manufactureras del país llamado Fabricación aditiva Adelante tiene como objetivo promover la innovación y la adopción de la fabricación aditiva (impresión 3D) para resolver una gran cantidad de problemas actuales, desde cadenas de suministro bloqueadas hasta trabajos de fabricación en el extranjero o simplemente perder frente a otras naciones cuando se trata de innovaciones en la fabricación. Los estadounidenses están sintiendo los efectos de la falta de modernización de los pequeños fabricantes en forma de precios más altos de los productos, dijo Biden en el lanzamiento del programa el 6 de mayo en Ohio.

“La tecnología de impresión 3D es increíble”, dijo Biden, “puede reducir los tiempos de entrega de piezas hasta en un 90 %, reducir los costos de materiales en un 90 % y reducir el uso de energía a la mitad. Todo eso reduce el costo de fabricar productos aquí en Estados Unidos. Pero no todas las pequeñas y medianas empresas tienen acceso a los recursos, el financiamiento y el apoyo que necesitan para adaptarse a esta tecnología, hasta el día de hoy”.

AM Forward es una combinación compleja de asociaciones, compromisos y una variedad de programas federales que los fabricantes estadounidenses pueden usar para respaldar su adopción de la fabricación aditiva y aumentar su competitividad.

¿Funcionará?

Otros países han tenido programas similares para promover la adopción de tecnología de fabricación aditiva, y AM Forward no es el primer plan de EE. UU. De hecho, no faltan naciones que compiten por ser el centro mundial de innovación en fabricación aditiva con cientos de millones invertidos en todo el mundo, todo en un esfuerzo por impulsar una nueva revolución industrial para los sectores de fabricación envejecidos.

Los enfoques varían, pero una cosa parece consistente; incitar al sector manufacturero a innovar lleva tiempo. Echemos un vistazo a lo que está sucediendo en todo el mundo y veamos cómo se compara AM Forward.

Hacer que la I+D sea más accesible

El Programa Catapult en el Reino Unido inyectó al sector manufacturero de la nación con más de $ 900 millones en 2018 para promover la innovación en mercados importantes, desde la biotecnología hasta la fabricación. El programa estableció una serie de centros Catapult para acelerar la aplicación de la investigación y ampliar las nuevas tecnologías. Los centros Catapult brindan a las empresas acceso a su experiencia e instalaciones, lo que les permite probar, demostrar y mejorar sus ideas.

A día de hoy, el programa cuenta con más de 9,000 pymes ayudadas. Entre ellos RAM Engineering & Tooling, un proveedor de máquinas herramienta. los programa ayudado la empresa de ingeniería comprende las complejidades de la tecnología de fabricación aditiva y elimina los riesgos de sus planes antes de adoptarla. El uso de la fabricación aditiva dentro de RAM Engineering & Tooling ya está comenzando a dar sus frutos, según Catapult. El enfoque ha permitido a la empresa comenzar a ofrecer a sus clientes tecnología aditiva junto con sus herramientas de corte, lo que le ha ayudado a asegurar pedidos de nuevos clientes.

“La financiación de AM comenzó muy tarde en el Reino Unido, antes en Europa, especialmente en Alemania”, dice Ian Halliday, consultor de estrategia de AM y pionero en la industria. "Estados Unidos fue, curiosamente, un poco más tarde en el juego de apoyo gubernamental, aunque se invirtió una gran cantidad de dinero de capital privado y capital de riesgo".

El plan de AM Forward requiere que el Departamento de Energía ponga a disposición de los fabricantes de PYME su Instalación de Demostración de Fabricación en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge para probar nuevas técnicas de fabricación aditiva. También existe la promesa de asistencia técnica a través de la Asociación de Extensión de Manufactura del gobierno, que tiene centros en los 50 estados y Puerto Rico.

Asociaciones Público-Privadas

Alemania es el punto caliente de la impresión 3D de Europa y alberga casi el 25 % de todas las empresas de fabricación aditiva del mundo. Según Germany Trade & Invest, la agencia de comercio exterior del país, aproximadamente una de cada tres grandes empresas industriales alemanas, desde los sectores aeroespacial y automotriz hasta la maquinaria y el ferrocarril, utilizan actualmente la impresión 3D de alguna manera. El sector de la fabricación se ha apresurado a adoptar la tecnología de impresión 3D debido en gran parte a los importantes programas financiados por el gobierno desde que Alemania identificó por primera vez la fabricación aditiva como una tecnología clave hace más de una década.

En la actualidad, Alemania está yendo más allá de la I+D y la adopción de las PYME hacia las líneas de producción en fábrica y complementando las tecnologías convencionales con la fabricación aditiva. Un proyecto gubernamental llamado IDAM (Industrialización y Digitalización de la Fabricación Aditiva), que se lanzó en 2020 y proporcionó más de $10 millones en financiamiento, acaba de presentar su primera historia de éxito. BMW anunció su totalmente automatizado línea de producción de fabricación aditiva en su planta en las afueras de Múnich, que se espera que imprima en 3D 50,000 XNUMX componentes metálicos para automóviles al año. Esta iniciativa fue un programa piloto público-privado con la participación de BMW como prueba de concepto para impulsar una mayor adopción.

En Suecia, el Centro de Aplicación de Fabricación Aditiva de los Institutos de Investigación de Suecia es otro ejemplo de una asociación de innovación público-privada para impulsar la adopción de la impresión 3D como una tecnología de fabricación sostenible. A través de sus programas, el centro ofrece seminarios que cubren diferentes aspectos de la fabricación aditiva, estudios de viabilidad para empresas interesadas en la fabricación aditiva y capacitación y educación prácticas.

AM Forward es también una iniciativa público-privada con las principales corporaciones a la cabeza. Empresas como GE Aviation, Honeywell y Lockheed Martin
LMT
han firmado el pacto AM Forward comprometiéndose a comprar componentes impresos en 3D de proveedores estadounidenses. Se espera que más empresas importantes se unan a AM Forward y establezcan un mercado atractivo para los productos impresos en 3D de los pequeños y medianos fabricantes de Estados Unidos.

​”Lo que me gusta de AM Forward es que es un pacto público-privado”, dice John Barnes, un veterano de la industria convertido en consultor de AM, “y si trabajamos juntos, podemos resolver una variedad de problemas. No me malinterpreten, me encantaría que el gobierno soltara un montón de dinero, pero lo que necesitamos hoy son más piezas que fluyan a través de la cadena de suministro de AM. Cuando eso suceda, los fabricantes invertirán”.

Estandarizar la fabricación aditiva

La fabricación aditiva abarca al menos siete tecnologías únicas, un vasto ecosistema de materiales e innumerables máquinas patentadas, y abarca todos los nichos de fabricación, muchos de los cuales en industrias reguladas requieren la certificación del producto final.

La falta de estandarización en la fabricación aditiva se ha identificado durante mucho tiempo como un obstáculo para la adopción. Aunque la Organización Internacional para la Estandarización y la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) han establecido algunos estándares desde que comenzaron a coordinar sus esfuerzos hace casi una década, muchas organizaciones locales y nacionales están trabajando para implementar sus propios estándares y aprobar impresoras 3D. piezas para su uso en mercados como el aeroespacial, sanitario y de petróleo y gas.

La iniciativa Acción de apoyo para la estandarización en la fabricación aditiva (SASAM) de la UE tiene como objetivo implementar estándares uniformes y coordinar las actividades de estandarización en toda Europa para que más fabricantes en industrias reguladas puedan adoptar la fabricación aditiva más rápido.

AM Forward también ha identificado el desarrollo y la certificación de estándares comunes para productos aditivos como uno de sus cuatro pilares para garantizar el avance de AM. La Administración Biden ha prometido que el Departamento de Comercio de EE. UU. a través del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología no solo realizará investigaciones, sino que también acelerará la aprobación de estándares, especialmente para la impresión 3D de metal.

“Los esfuerzos anteriores para impulsar la adopción de la fabricación aditiva en los EE. UU. se han centrado más en la concientización y el desarrollo y menos en la producción”, señala Barnes. “La educación y la I+D son necesarias, por supuesto, pero sin los estándares, no podemos adoptarlos, por lo que todo se une”.

Mejore las habilidades de la fuerza laboral de fabricación

La Fabricación Aditiva requiere una inversión importante, que no es fácil de realizar sin conocer de primera mano los beneficios de su implementación.

Docenas de universidades en todo el mundo ahora ofrecen programas de grado en fabricación aditiva que generan miles de ingenieros de FA al año, lo que no está cerca de satisfacer la demanda actual.

Las opciones educativas son débiles para volver a capacitar a la fuerza laboral de fabricación actual y los fabricantes de impresoras 3D ocupan gran parte del trabajo, dice Halliday. “La gran mayoría del esfuerzo educativo en el Reino Unido estuvo a cargo de los proveedores de servicios AM, simplemente porque nadie más tenía mucho interés en hacer ese trabajo. Aún así, la conciencia de AM en el Reino Unido en las pequeñas empresas todavía tiene un largo camino por recorrer”.

Los centros nacionales de fabricación aditiva, como el Instituto Fraunhofer en Alemania y América hace, un instituto de innovación de fabricación patrocinado por el DOD en Ohio, también ofrece educación para llenar este vacío.

La Administración Biden le ha encomendado a America Makes que haga más. AM Forward confiará en la organización para desarrollar un plan de estudios para la capacitación de la fuerza laboral, solo con participantes de AM Forward, y ayudará a los fabricantes a lanzar programas de aprendizaje en fabricación aditiva.

Efectivo para comprar equipo

A pesar de la importancia crítica de la capacitación, la educación y la I+D, la financiación para la compra de equipos es lo que impulsa la adopción más rápidamente, afirman los fabricantes de impresoras 3D.

“Hemos visto que las subvenciones tienen un gran impacto en las ventas”, dice Thomas Claustre, director de ventas del fabricante francés de impresoras 3D Prodways. “El entorno de subvenciones sigue siendo sólido en los países de Europa del Este, pero menos en Europa occidental, donde la fabricación aditiva tiene más presencia”. Hoy en Europa, es común que una empresa joven que comienza a ofrecer la impresión 3D como un servicio reciba subvenciones para la compra de máquinas, dice Claustre, "pero las subvenciones retrasan una venta hasta seis meses, dependiendo de qué tan rápido pueda obtener el cliente". la concesión.”

En los últimos años, el gobierno alemán ofreció subsidios de hasta el 70 % para que las empresas compraran impresoras 3D, Austria ofreció una subvención del 14 % y el Reino Unido ofreció una amplia gama de subvenciones para nuevas empresas y empresas que se comprometieran a innovar.

AM Forward proporcionará financiamiento asequible a los pequeños fabricantes a través de varios programas que les permitirán actualizar su equipo de producción existente, comprar nuevas máquinas aditivas y brindar la capacitación necesaria para mejorar las habilidades de su fuerza laboral, pero las subvenciones de financiamiento directo no parecen estar sobre la mesa.

Un enfoque múltiple

Si algo queda claro al observar los esfuerzos internacionales para impulsar la adopción de la fabricación aditiva, requiere un enfoque empaquetado. Es importante combinar la educación, la capacitación en habilidades prácticas, la divulgación y la investigación mientras se establecen estándares, se asocia con la industria y se suscriben directamente las compras de equipos. AM Forward, desarrollado en asociación con muchos de los fabricantes y organizaciones que han defendido la fabricación aditiva en los EE. UU. durante décadas, parece tener los ingredientes adecuados para impulsar una inversión sostenida y la adopción de la fabricación aditiva industrial.

¿Cuándo se verán los resultados?

“Siempre lleva más tiempo del que crees que debería adoptar algo que genere un cambio positivo”, dice Halliday. “Diría que de dos a cuatro años sería excelente, pero probablemente de cinco a diez años”.