Empleo
INVESTIGACIÓN LOGÍSTICA
» Flaviana Calignano, profesora adjunta del Departamento de Ingeniería de Gestión y Producción del Politécnico de Turín (Italia)
» Vincenza Mercurio, doctoranda del Departamento de Ingeniería de Gestión y Producción del Politécnico de Turín (Italia)
Implementar tecnologías de fabricación aditiva simplifica la cadena de suministro tradicional y reduce los costos relacionados con el transporte y el almacenamiento. Igualmente, modera en gran medida la producción de residuos. Las organizaciones están llamadas a modificar sus cadenas de suministro aplicando las metodologías lean y agile. La filosofía lean tiene su origen en la automoción japonesa de los años 70 y, en lo referido a gestión de procesos, se centra en disminuir residuos. Por su parte, una cadena de suministro agile es capaz de entender y dar respuesta a una demanda cambiante.
Estos ajustes son posibles gracias a nuevas tecnologías entre las que se halla la fabricación aditiva (FA). En el pasado, las cadenas de suministro se diseñaban para la producción de grandes volúmenes y la optimización de costos, pero las llamadas ‘cadenas de demanda’ se orientan hacia la customización masiva. Estas se refieren a la parte de la cadena de valor que crea un crecimiento rentable al impulsar numerosas interacciones de los clientes con las marcas y productos de una empresa.
Fabricación aditiva en el sector industrial
La fabricación aditiva es el proceso de agregar materiales para crear objetos desde modelos 3D, por lo general capa a capa, en oposición a los métodos sustractivos. Los avances en el desarrollo ya permiten su uso en varios sectores industriales para los que, hasta hace algunos años, se consideraba inapropiada. Entre ellos se encuentran el aeroespacial, el médico, la automoción, la moda, la alimentación, el arte y la joyería. Pese a que existen distintas técnicas para llevar a cabo la impresión 3D, los pasos a seguir se asemejan en todas: modelado 3D del componente, conversión a archivo STL, transferencia a un software CAM, preparación de la máquina, impresión, retirada de la plataforma y, en los casos en los que sea preciso, posprocesado.
El gran impacto de la fabricación aditiva en los procesos productivos lo propician sus ventajas sobre otras técnicas tradicionales. Desde un punto de vista económico, aumentar la complejidad geométrica de las piezas no incrementa los costos. La impresión 3D posibilita customizar y modificar objetos de forma casi instantánea, y solo utiliza el material estrictamente necesario para crear cada impresión. Además, algunos insumos como el polvo pueden reciclarse y reutilizarse. Las estructuras que se consiguen son más ligeras, lo que limita el gasto de combustible en vehículos como aeronaves. También puede mejorar las cadenas de suministro al favorecer que pequeñas empresas dispongan de centros de producción cerca de sus clientes.
Mientras la producción en masa se está trasladando a países en vías de desarrollo, los mercados europeos y estadounidenses se centran en tiradas cortas de alto valor caracterizadas por la innovación, la personalización y la sostenibilidad. La fabricación aditiva recorta el tiempo y los costos para la creación de prototipos, lo que acorta a su vez los plazos indispensables para que un producto salga al mercado. Asimismo, la customización acrecienta el valor percibido por parte de los consumidores, lo que los hace más proclives a pagar.
La FA cumple con los objetivos lean al eliminar el stock de productos semielaborados, y el enfoque agile cuenta con una ventaja competitiva al ahorrar en costos de componentes anteriormente fabricados por terceros.
Organización y cambios en la cadena de suministro
La fabricación aditiva se puede centralizar o descentralizar. En el primer caso, se elaboran sus piezas en una instalación central y después se envían a varios centros de distribución. Al descentralizar la FA se puede imprimir desde cada una de esas ubicaciones, rebajando los costos de transporte y facilitando una respuesta más rápida. Tanto si las empresas integran la fabricación aditiva o la implementan subcontratando a expertos en la materia, emplear esta tecnología en la cadena de suministro implica rediseñar productos y procesos.
En ocasiones el personal no tiene los conocimientos para aplicar las técnicas de FA, por lo que se recomienda contratar profesionales especializados u ofrecer capacitación a aquellos en plantilla. En etapas iniciales, las compañías deben trabajar junto con los fabricantes de impresoras 3D para adquirir los conocimientos exigibles en el futuro. El gran nivel de inversión preciso inicialmente hace aconsejable que incorporar la fabricación aditiva vaya de la mano de un plan de producción a largo plazo.
Casos de éxito: repuestos aeronáuticos y sostenibilidad
Acometer las reparaciones con rapidez es esencial para crear valor para los consumidores en el sector aeronáutico. Sin embargo, para una aerolínea es prácticamente imposible poseer todos los materiales en stock: un avión comercial como un Airbus o un Boeing está compuesto de hasta cuatro millones de piezas. La mayoría de estos repuestos no se necesitan casi nunca, por lo que son piezas de baja rotación, y fabricarlos con impresoras 3D minimiza sus costos logísticos. En resumen, los fabricantes pueden seguir produciendo las partes estándar con técnicas tradicionales y elaborar las menos solicitadas de manera simultánea. De este modo, se reducen los niveles de stock y se aprovechan las ventajas de la fabricación aditiva.
Otro de los sectores que más se ha beneficiado de estos avances es el aeroespacial. Los diseños optimizados hacen posible aligerar las piezas entre un 35 y un 65%, y la creación de artículos que requieren menos componentes y materiales simplifica la cadena de suministro. Empresas como la finlandesa Salcomp, especializada en tomas de corriente y fuentes de alimentación para celulares, han solucionado sus cuellos de botella. Su planta de Chennai identificó que el tiempo de enfriamiento de sus moldes de inyección era un factor limitante, por lo que comenzaron a producirlos usando tecnologías de fusión de láser sobre cama de polvo. El tiempo de enfriamiento pasó de 14 a 8 segundos, lo que permitió a la compañía terminar 56,000 unidades más al mes, y las tasas de rechazo bajaron del 2 al 1.4%.
Más allá de estos beneficios, varios de los materiales utilizados en la fabricación aditiva son reciclables. En el caso del polvo metálico, se estima que entre el 95 y el 98% puede ser reutilizado. Iniciativas como el Perpetual Plastic Project (PPP) analizan la posibilidad de emplear plásticos reciclados en nuevas impresiones 3D. Existen procesos mecánicos que convierten pellets de filamento usados con anterioridad en nuevos recursos para la FA de extrusión.
El impacto de la aditiva en el ‘reshoring’
La implementación de la FA posibilita suprimir pasos en la fase de ensamblaje, ahorrar en las tiradas cortas, crear productos customizados que ofrecen un valor añadido al cliente, acortar los tiempos de entrega, disminuir el consumo de combustible de los vehículos y aumentar la flexibilidad de los negocios. Es por ello que numerosas empresas han mencionado la fabricación aditiva como una de las razones que las llevaron al reshoring.
El reshoring o back-shoring se define como la transferencia de la producción al país de la matriz. Es una decisión inversa y consiguiente a un outsourcing previo. La fabricación aditiva elimina los intermediarios, recorta los tiempos de transporte y acerca la actividad al cliente final. Su introducción implica transitar de una lógica basada en el origen a un nuevo paradigma centrado en el consumidor. Un ejemplo lo encontramos en la pandemia de COVID-19, cuando la comunidad mundial de usuarios de impresoras 3D low cost de polímeros formó una red de respuesta para fabricar equipos EPI y equipamiento médico desde una cadena de suministro humana naturalmente descentralizada. La manufactura descentralizada suele ofrecer una cierta protección frente a disrupciones externas y a retrasos y disminuir las complejidades de la cadena de suministro.
Publicación original: Calignano, Flaviana y Vincenza Mercurio. 2023. An Overview of the Impact of Additive Manufacturing on Supply Chain, Reshoring, and Sustainability. Cleaner Logistics and Supply Chain, 7 (Junio): 100103.