Buenos días a todos. Vamos a dar comienzo a este acto que va a ser sobrio
por las condiciones que ustedes ya conocen. En primer lugar, como saben, en
todo acto académico viene precedido por la lección magistral, que es ese
reconocimiento a lo que nos une como universitarios, que es nuestra apuesta
por la ciencia y el conocimiento. Tengo el placer de presentar al profesor
Juan Claver, de la Escuela de Ingenieros Industriales, quien nos va a
hablar. Además, impartirá la conferencia que lleva por título las
grandes cuestiones sobre fabricación aditiva. Profesor Claver, le pido que
acceda al estrado e imparta su conferencia. Profesor Juan Claver es
profesor, como decía, en la Escuela de Ingenieros Industriales y además
es vicerector adjunto de profesorado en el equipo que dirijo. Profesor,
tiene la palabra. Profesor Juan Claver. Estimado rector magnífico de la
Universidad Nacional de Educación a Distancia, excelentísimo señor
alcalde de la ciudad de Ponferrada, querido director Educación a
Distancia, señor presidente del Centro Asociado de Ponferrada, autoridades
y personalidades presentes en este acto, profesores, tutores, personal de
Administración y Servicios, queridos estudiantes, queridos amigos. Para
mí, estar hoy aquí, sin duda, es un honor, eso es evidente, pero además
es una alegría, una alegría por distintos motivos. El primero, la
temática de esta elección inaugural, pero no solo de esta elección, sino
también de las jornadas que en este mismo centro asociado tendrán lugar
hoy. La temática de la fabricación aditiva, que me parece importante
porque ya en el presente es de una relevancia absoluta y sobre todo por su
proyección de cada futuro. Creo que es un hecho a celebrar que hoy vayamos
a dedicar aquí tiempo a esta temática. Lo segundo, por la sede, por el
contexto en el que se celebra este acto, el Centro Asociado de la UNED en
Ponferrada, un centro cuya actividad sigo y de la cual soy conocedor y que
considero que es un claro ejemplo de lo que es ser proactivos. Y poner en
marcha iniciativas en la línea de lo que es el modelo docente de la
Universidad Nacional de Educación y Distancia y de sus principales
objetivos, tanto en lo que se refiere a llevar la formación universitaria
al territorio como también a acercar la cultura. Y por último,
permítanme también que lo comparta con ustedes, una alegría el poder
compartir la aceleración de este acto en presencia de quien ha sido, es y
será mi maestro, el profesor Miguel Ángel Sebastián. Desde en vez de
conversar sobre las grandes cuestiones sobre fabricación aditiva o al
menos las cuestiones que a quien actúa como ponente en esta lección, pues
le han resultado motivadoras, han sido detonantes de las necesarias ganas e
interés para profundizar en estos temas y dedicar ciertos esfuerzos
durante estos últimos años. Siendo como es una lección inaugural, una
lección inicial, tendremos que empezar por Y plantearnos una cuestión muy
básica, que sería la fabricación aditiva. En este caso lo tenemos fácil
porque la propia denominación, el propio concepto viene acompañado de un
adjetivo que nos habla de su principal estrategia, la adición, la adición
de material, en contraposición con estrategias productivas tradicionales
que se basaban en todo lo contrario, como puede ser el mecanizado, el
conformado de piezas por eliminación de material o otras estrategias que
sin basarse en esa eliminación de material pues nada tenían que ver con
esto, que sería por ejemplo el conformado por reformación plástica.
Dicho eso, estas tecnologías de fabricación se basan en un modelo
tridimensional, en un diseño del producto que queremos obtener con una
geometría definida en ese modelo digital, en ese modelo 3D, que tendrá
que ser traducido a través de un software de laminación en una estructura
de capas con un lenguaje que dé instrucciones al equipo de fabricación de
dónde depositar en cada una de esas capas material y dónde no hacerlo.
Para finalmente llegar a ese modelo, a ese prototipo, a esa pieza final.
Concepto es sencillo. Otra cosa sería entrar en los parámetros que como
cualquier tecnología de fabricación garantizan el adecuado funcionamiento
del proceso y lo optimizan. Pero como concepto es muy fácil de entender.
La siguiente pregunta sería por qué es importante, qué aporta, respecto
a lo que teníamos, qué aporta. Y en ese sentido quizás una primera
manera de abordar esta cuestión. Podríamos analizarla a través de la
reflexión sobre los principales agentes que están involucrados en el
proceso productivo. No todos, pero al menos sí los principales. Uno de
ellos serían los diseñadores, que a través de sus conocimientos, de sus
destrezas, de sus habilidades, son capaces de proponer soluciones a
problemas que desde las sociales demandamos. Otro, al de los agentes
tradicionales, serían los fabricantes, que deben de aportar los medios
tecnológicos que sean capaces de materializar esas soluciones. Porque nada
sirve de tener soluciones. Algo que realmente, un planteamiento que
realmente dé una solución magnífica a un problema, si luego no somos
capaces de materializarlo, de ejecutarlo. Y en ese sentido esas
tecnologías plantean limitaciones. Y por ahí va un poco la aportación de
la fabricación aditiva. La capacidad que tiene de acabar con algunas de
ellas. Y por último está el consumidor. Por último, o el primero de
todos, porque al final son los consumidores, es la sociedad la que
identifica necesidades y son los otros agentes los que tienen que hacer
esfuerzos para cubrir esas necesidades. De una manera adecuada. Al final,
entre estos agentes va a haber una serie de interrelaciones. Básicamente
basados en que unos agentes plantean demandas que los otros deben de
intentar solucionar, dar una respuesta. Así, los clientes, los usuarios
finales, plantearían que sus productos deben de cubrir determinada
función, tener una calidad, cumplir unos requerimientos. Evidentemente
dentro de unas dimensiones de coste que puedan asumir. Por su parte, los
fabricantes deberían garantizar que... Comprobar que tienen las
tecnologías a su alcance necesarias para dar respuesta a la producción, a
la materialización de esas soluciones que puedan dar respuesta a esas
necesidades. Esto se puede producir bien por un encargo de un cliente que
diga, ya tengo esta necesidad, quiero un producto de este tipo. O bien
porque los propios fabricantes hagan un estudio de mercado que identifique
necesidades y con ello oportunidades de mercado. Luego pasaría, una vez
garantizado que disponemos de esos medios capaces de materializar esas
soluciones... ...y de cubrirla. En el caso de una demanda existente,
tendríamos que solicitar a esos diseñadores, a esos equipos de diseño,
que realmente definan cuáles son esas soluciones adecuadas. Y finalmente
pasaríamos a producir esos prototipos y poner en el mercado nuestro
producto cumpliendo evidentemente esos requerimientos de calidad, de
funcionamiento, etcétera. El problema es que en las últimas décadas
hemos sido testigos de un desarrollo tecnológico muy intenso. Que si bien
no hace que desaparezcan estos agentes... ...los actualiza. Así los
fabricantes, por ejemplo, disponen de tecnologías de fabricación
totalmente novedosas. Que rompen un poco con lo que había antes en cuanto
a planteamiento. Como son las tecnologías de fabricación aditiva. Con
especial incidencia en lo que a libertad geométrica en las piezas que se
pueden obtener se refiere. Pero no solamente ese agente ha sido claramente
actualizado. También los diseñadores cuentan hoy con cada vez más
potentes y novedosas herramientas de diseño existido por los fabricantes.
Y de hecho, planteamientos de diseño relativamente jóvenes son hoy una
realidad. El diseño paramétrico o la optimización de esos diseños
están aquí. Y encuentran en la fabricación aditiva un aliado muy
potente, muy poderoso para explorar sus sinergias. Y los consumidores
también han cambiado un poco su perspectiva. Estamos hablando de un
mercado totalmente interconectado de consumidores que se relacionan entre
sí, que comparten diseños, que trabajan de una forma cooperativa... Y que
cada vez, cada vez demandan más y más una personalización de esos
diseños, una respuesta personalizada de los productos que ponemos a su
disposición. En ese contexto, la fabricación aditiva se convierte un poco
en el catalizador, en el nexo que permite que algunas de esas nuevas
necesidades actualizadas de estos agentes encuentren una buena sinergia, un
buen funcionamiento sinérgico. Por ejemplo, evidentemente, la generación
de modelos. Los modelos bidimensionales digitales, teniendo en cuenta que
hoy en día el ratio de personas que tienen destreza en el uso de estas
herramientas de diseño es amplísimo, pues realmente se están generando
cantidad de diseños constantemente y esos consumidores los están
intercambiando, los están compartiendo como una nueva forma de producto.
Eso cobra una dimensión especial cuando al mismo tiempo está
democratizado el acceso a ciertas tecnologías de fabricación. Estoy
pensando en fabricación aditiva y estoy pensando en esos equipos... de
prestaciones medias y bajas, que popularmente venimos conociendo como
impresoras 3D y que están presentes ya en muchos hogares, en las escuelas
de nuestros hijos, en los estantes de algunos centros comerciales. Es
decir, se tiene acceso a esas tecnologías y, por tanto, el poseer e
intercambiar esos productos potenciales, esos archivos digitales, puede
llevarnos a materializarlos sin ningún problema. También el diseño
paramétrico o la optimización que comentábamos antes encuentran en la
fabricación aditiva un disparadero, porque al final el problema es que las
tecnologías de fabricación tradicionales tenían limitaciones en cuanto a
esa geometría, pero la fabricación aditiva viene a resolver muchas de
esas limitaciones y, en consecuencia, el potencial de esas estrategias de
diseño se dispara, como comentaremos luego. Es decir, en este nuevo
contexto, en este nuevo dibujo, en esta nueva situación, la fabricación
aditiva se convierte en una pieza clave del puzzle. Tanto es así que esos
tres agentes comerciales... Como comentábamos, diseñador, fabricante y
consumidor están siendo asumidos ya de manera muy habitual por un único
individuo. Es decir, personas con competencias, con capacidades en lo
relativo al manejo de estas herramientas de diseño, con capacidad de
plantear soluciones a esos problemas que les plantea la sociedad, el
usuario final, y que tienen acceso a un equipo de fabricación aditiva,
pueden ser al mismo tiempo diseñador, fabricante y consumidor. Y claro, lo
pueden hacer en su casa. En el salón de su casa, en el despacho de su
oficina... No están solos. Están muy acompañados. Y esto empieza a
cobrar una dimensión de movimiento. Cuando realmente esta situación es
explotada por muchas personas, muchos individuos y es una tendencia al
alza, pues empieza a ser un movimiento. De hecho, a todos nos suena un poco
eso del movimiento maker. Pues es precisamente esto. Al final, estas
personas generan esos diseños y pueden fabricarlas. Claro, alguien nos
podría decir... Bueno, pero son equipos de gama baja, de prestaciones
limitadas, basados principalmente en materiales poliméricos
termoplásticos, que además no dejan de estar configurados los productos
finales, con una estructura de capas que tienen una adherencia entre sí,
porque son filamentos cordones de material fundido que se van depositando
en cada capa de manera adyacente. Entonces la adherencia entre esas capas,
la adherencia entre los propios filamentos, el propio material en sí, un
material polimérico termoplástico tampoco es la panacea, el ABS, el
PLA... pues tampoco van a tener un comportamiento mecánico especialmente
válido para muchas aplicaciones. Sí, claro, acceder a los equipos de
fabricación aditiva con materiales metálicos, pues eso no, eso todavía
en nuestros hogares no está. Habría una primera respuesta. Tampoco hace
poco tiempo estaban a nuestro alcance esos materiales poliméricos, pero
sinceramente probablemente esos equipos de fabricación aditiva con
materiales metálicos es difícil pensar que vayan a estar en nuestros
hogares. Pero bueno, en otras culturas es muy habitual pensarlo así. Hay
otros servicios que están integrados en las comunidades, por ejemplo un
servicio de lavandería en una comunidad de vecinos. Si ese fenómeno
social de gente que es capaz de diseñar esos productos y que solo le queda
el fabricarlos se generaliza, tampoco sería tan extraño pensar en la
integración de servicios de impresión con esas tecnologías que de manera
particular son inaccesibles pero de manera conjunta dejan de serlo. Y que
tú puedas ir a imprimir el picaporte de tu puerta. Y en una sociedad como
la nuestra, que a lo mejor no estamos habituados a ese servicio de
lavandería integrado en nuestra comunidad de vecinos, sí que estamos
habituados a otros servicios como puede ser la reprografía. Igual podemos
dentro de poco, y se está hablando ya mucho de este tema, pensar en
centros similares en los cuales vayas con tu archivo de un producto en
formato digital y lo que te devuelvan ellos sea una pieza. ¿Por qué no?
Hay otro perfil. El de esas personas que tienen las competencias de diseño
pero que no tienen acceso a esas tecnologías en su casa. Bueno, pueden
hacer exactamente lo mismo que comentábamos ahora, ir a esos centros
cuando existan, cuando estén generalizados y ya hay algunas tentativas.
Los Fab Labs, por ejemplo, tienen que ver un poco con esto. Y volver, que
les devuelva el sistema un producto acabado. Claro, ambos perfiles lo que
también hacen, ya están haciendo en plataformas como Think Rebirth, por
ejemplo, es esos diseños que generan subirlos, compartirlos a la nube.
Están generando unos catálogos digitales ingentes de material, de
productos potenciales, algunos gratuitos, otros con un coste. No es
difícil pensar, porque tenemos la experiencia de plataformas de vídeo en
streaming y cosas de estas, no es difícil pensar con una estructura
adecuada de estos centros productivos a los que tengamos acceso, si uno de
estos gigantes se mete en este negocio, la dimensión que podría cobrar.
Por tanto, estamos hablando de un futuro que no es ciencia ficción ni
mucho menos. Es un futuro que realmente puede llegar en cualquier momento.
Entonces, igual que nutrirían estas personas con competencias en diseño a
esas plataformas, a esos catálogos digitales de diseños, también
podrían hacer ellos uso de otros diseños y compartir otros diseños como
ya está ocurriendo. Y vuelvo a insistir, un poco la ideología detrás del
Fab Lab tiene también que ver un poco con eso, con el compartir diseños y
poder imprimirlos en distintas localizaciones, porque sabes que hay una
serie de equipos que te lo posibilitan. Y quedaría el tercer perfil, que
ya con eso empieza a ser esto ya una cosa muy generalizada socialmente, que
es el usuario que quiere acceder a esos catálogos, conseguir esos
productos a través de esos centros productivos, pero que no tiene ni las
competencias, ni el equipo de diseño, ni el equipo de fabricación aditiva
de bajas prestaciones en su casa. Pero sí que va a hacer uso de esos
catálogos y sí que va a ir a sus centros y va a conseguir un producto
acabado. Por tanto, toda esta panorámica, que no es la actual, pero que no
es difícil de imaginar en un futuro cercano, cambia de modelo. Y esto es
posible entre otras cosas por una cosa que tiene la fabricación aditiva
que es interesante, es bonita. Tiene una aceptación social que
personalmente creo que no ha tenido ninguna otra tecnología de
fabricación en la historia. Es decir, si en una conversación cotidiana
con alguien que no esté para nada familiarizado con lo que es la
ingeniería de fabricación, tú le preguntas, oye ¿sabes lo que es la
fabricación aditiva? Otra cosa es que no tenga conocimientos específicos
de una tecnología determinada, de sus parámetros, etc. Pero que ese
concepto sí, bien sea porque en la escuela de sus hijos la clase de
tecnología se da con una impresora 3D. Bien sea porque ha oído que hay
chefs que imprimen comida. Bien sea porque en una película ha visto que se
imprime un órgano, un órgano vital me refiero. Tendrá una percepción
más real, más actual, más fidedigna a lo que hay ahora mismo, o una
versión más de ciencia ficción. Pero lo que es la fabricación aditiva
lo sabe. Si tú le preguntas lo que es una rectificadora probablemente te
diga que no, que no sabe lo que es. Por tanto sí, yo creo que la
fabricación aditiva se percibe socialmente de una manera muy amable. Y eso
es una oportunidad que tenemos que aprovechar porque quieras que no,
despierta inquietud en la población, despierta aceptación y también el
marco universitario plantea oportunidades para formar a la gente. El
interés en las tecnologías es sin duda interesante. Respecto a la
fabricación ¿qué plantea la fabricación aditiva? Bueno, cuando vamos a
fabricar un producto tenemos distintas estrategias para materializarlo. Las
más habituales, los principales grupos podríamos decir que es la
eliminación de material a partir de una preforma con distintas
tecnologías que producen operaciones concretas como puede ser el torneado,
el fresado, pues vamos eliminando material en esas zonas que nos interesa
para ir alcanzando la geometría del producto que queremos. Otra opción
sería la deformación plástica en aquellos materiales que tienen esa
capacidad de absorber un esfuerzo mecánico que estamos aplicando a través
de la deformación interna de su microestructura sin alcanzar fracturas. Es
decir, que al contrario de lo que pasaría si yo tuviese fuerza que no la
tengo para partir un plato de cerámica pues que al intentar doblarlo lo
partiría con un plato de aluminio, si tuviese fuerza suficiente que no la
tengo, lo doblaría. Pero en esos materiales que tienen esa aptitud
también tenemos esa posibilidad. Y la tercera sería la colada o
fundición, es decir, vertir el material fundido en un molde y que al fluir
el material ocupe la cavidad interna que hay definida en ese molde y
obtengamos una geometría que puede ser realmente muy compleja de la pieza
que queremos, del producto que queremos. Aunque la realidad es que
normalmente luego a eso habrá que darle unas operaciones, etc. Aquí
tenemos algunos ejemplos respecto a la eliminación de material o
mecanizado. Arriba vemos un vídeo de un torneado, abajo una fresadora en
funcionamiento. En la zona central dos maneras, dos estrategias de
conseguir un molde. Aquí tenemos un perfil de sección continua, una por
extrusión, otra por plegado y a la derecha el colado, la fundición para
obtener el bloque motor de un vehículo. ¿Qué plantea? Una clasificación
un pelín más completa podría ser esta, basada en si partimos en el
proceso de una geometría previa, de una preforma que llamamos o no.
Teníamos un primer grupo en el que la formación de piezas parte de una
materia prima, en estado pudurento o en forma de filamento. Esto es lo que
comentábamos, las mesuras 3D basadas en deposición de material fundido,
que aquí vienen unos carretes o unos filamentos de PLA, de ABS, del
material que sea. Luego tendríamos, pero no hay una geometría previa, que
vayamos modificando, que vayamos adaptando al producto final. Luego
tendríamos la modificación de esa geometría previa, es decir, sí que
existe. Y luego tendríamos la unión de partes, de piezas, de componentes
que han sido obtenidos por alguna de las dos estrategias previas. En el
primer grupo podríamos mencionar la fundición, la sintonización, la
inyección. En el segundo ese mecanizado, eliminación de material, la
deformación plástica, es decir, lo que comentábamos antes, tanto por
mecanizado convencional, ese fresado, ese torneado, como no convencional,
el water jet machining y cosas de estas. Por deformación plástica, ya
sean frío o en caliente. Y en la unión de partes, ya sean uniones fijas,
como puede ser la soldadura o la unión por adhesivos o las uniones
desmontables o practicables con pesos. ¿Dónde se ubica la fabricación
aditiva? En el primer grupo, porque partimos de una materia prima que está
en bruto. No es una preforma que vayamos adaptando, que vayamos
realizándole operaciones. Pueden ser esos filamentos de material
polimérico, puede ser polvo de metal. ¿Qué ventajas ofrece la
fabricación aditiva respecto a esas tecnologías tradicionales? En primer
lugar lo que comentábamos, una libertad geométrica sin precedentes. Al
punto de que no sólo nos permite definir geometrías internas que pueden
ser de interés. Si pensamos, por ejemplo, en una pieza que en su
funcionamiento en servicio se calienta mucho a lo mejor disponer de
conductos internos que permitan su refrigeración por circulación de aire
o de un fluido, lo que sea, a lo mejor es interesante. A lo mejor mejora su
rendimiento, su funcionamiento, etc. Eso con las tecnologías previas es
muy difícil de plantear. Sin embargo, con la fabricación aditiva, como va
por capas, es simplemente dejar de aportar material en aquellos sitios
donde no tiene que haber material. Es tremendamente sencillo. Es
tremendamente asumible. Tanto es así que podemos hablar incluso de
relleno. Es decir, cuando nosotros pensábamos en una pieza obtenida por
mecanizado, por ejemplo, la región de esa pieza contenida en la envolvente
de esa geometría era maciza. Más allá de que pudiese tener cierto grado
de porosidad o tal. Pero la entendemos como maciza. Aquí no, aquí
hablamos de relleno. Podemos hablar de relleno, de patrones de relleno
distintos, de densidades de ese relleno diferentes, incluso de
optimización topológica de ese relleno. Se habla de un abanico de
posibilidades tremendo para empezar en cuanto a la aligeración de las
piezas. Tenemos nuestros productos en único proceso. O sea, frente a la
secuencia de distintos procesos, de distintas operaciones que hay que
realizarle con una preforma para llegar al producto final, a nuestra pieza
final, para ir adaptando su geometría con distintas operaciones que hacen
modificaciones específicas y concretas de la fabricación aditiva, en un
único proceso tenemos la pieza final. Eso, a nivel de distribución en
planta, a nivel de estocaje de producto, como comentaremos más adelante,
pues también es muy relevante y tiene ciertas implicaciones. Y también
hace que el planteamiento de tenemos que fabricar determinada cantidad del
mismo producto para que sea rentable, para que poner en marcha todo esto
sea rentable, eso desaparece un poco. Si esa idea de que hace falta una
producción de cierto volumen desaparece, empezamos a hablar de que si
juntamos libertad geométrica y que no es un problema fabricar una unidad
de un tipo, otra unidad de otro, etc., podemos hablar de customización
generalizada, de customización en masa. De que la personalización ya no
está asociada a un sobrecoste inasumible para la mayoría de usuarios.
Luego, además de todo esto, habría otro gran bloque que no voy a abordar
en esta lección que tendría que ver con las ventajas que todas estas
tecnologías también suponen en esa nueva industria interconectada o
hiperconectada que es la industria 4.0. Claro, esa libertad geométrica si
reflexionamos sobre todo lo que estamos hablando, si aparece una nueva
tecnología seríamos ilusos si pensamos que no vamos a cambiar nuestra
forma de hacer algunas cosas. Una silla, creo que es un producto, un
diseño tremendamente conocido por todos, muy básico, sabemos cómo
funciona, sabemos qué partes tiene. Cuando aparece la tecnología de
conformado de materiales poliméricos, por ejemplo por inyección,
empezamos a hacer sillas de otras formas que básicamente responden a los
mismos principios y tienen los requerimientos de aguantar el peso de una
persona darle cierta comodidad, cierto confort pero plantean unas ventajas
brutales en este caso por ejemplo en cuanto a lo que es el coste de
fabricación, la cadencia de fabricación la productividad que tiene esto.
Luego las posibilidades de la tecnología las podremos aprovechar como
queramos como demande la ocasión bien sea para un alarde en el diseño o
bien sea para abordar proyectos de una magnitud antes impensable desde las
posibilidades de las tecnologías previas. En ese sentido en la
fabricación aditiva la punta de lanza de la investigación en los últimos
años tradicionalmente ha sido la optimización topológica. Aquí vemos un
ejemplo de una motocicleta un ejemplo bastante conocido de una motocicleta
que ha sido objeto de esa optimización topológica y que básicamente la
optimización topológica lo que hace es en el componente, en la pieza
donde no se están soportando solicitaciones pues eliminar el material
porque realmente no es necesario. Una geometría de este tipo aparte de que
a mí personalmente me parece muy atractiva también en la parte de diseño
está interesante plantea muchas ventajas en una moto un ahorro de
combustible estamos aligerando la misma revolución que supuso en su
momento empezar a sustituir algunos aceros por otros materiales metálicos
las alaciones ligeras de aluminio, magnesio, titanio, berilio que podían
dar comportamientos mecánicos similares, próximos pero con un peso
inferior y que luego posteriormente tuvo una revolución mayor cuando
empezamos a usar materiales compuestos de matriz polimérica todavía más
ligeros. Esas mismas oportunidades las podemos abordar gracias a la
fabricación aditiva a través de una estrategia radicalmente distinta que
es minimizar la cantidad de material que empleamos y claro en una
motocicleta el impacto es el que es pero si pensamos más a lo grande en un
vehículo mayor, en un avión por ejemplo el aligeramiento igual que lo
tuvo con el uso de esos materiales tiene otras connotaciones ese ahorro en
peso es peso que podrás usar no es usar en pasajeros que podrás usar en
mercancías eso es dinero, eso es negocio que podrás usar para que ese
menor consumo te permita hacer menor número de escalas o recorrer mayores
distancias aligerar los componentes tiene muchas ventajas el tema del
relleno en un trabajo realizado por el grupo de investigación de
fabricación aditiva del departamento de ingeniería y construcción de
fabricación al cual pertenezco ya explorábamos esos temas de cómo
podemos trabajar con esos rellenos más allá de la optimización
topológica de la pieza que también explorar cómo se puede mejorar cómo
se puede trabajar, optimizar ese relleno evidentemente la complejidad de
los rellenos que podemos obtener con fabricación aditiva como decía antes
deja fuera de toda duda nuestra capacidad para plantear también
geometrías internas, cavidades mucho más sencillas que lo que se plantea
en un relleno el diseño paramétrico encuentra en la fabricación aditiva
un aliado perfecto el diseño paramétrico plantea una revolución en
nuestra forma de diseñar ya no estamos dando a la pieza una magnitud
asociada a un ancho una magnitud asociada a un alto estamos definiendo
parámetros que consideramos relevantes para el producto final y relaciones
entre esos parámetros en este caso usando grasshoppers embebidos en
rinoceros con programación visual y eso te da una geometría pero ya no la
estás dibujando la estás programando claro, eso nos permite modificar los
diseños de una manera totalmente distinta podemos modificar la
permeabilidad de una pieza el tamaño de esos huecos la geometría de esos
huecos la altura de esas paredes que limitan esos huecos podemos a partir
de un diseño base adaptarlo a través de la modificación de los
parámetros y adaptarlo de formas muy potentes si pensamos en productos que
tengan que ver con la componente anatómica con productos de componente
ergonómica es decir, que tengan que ver con el cuerpo humano y que por
tanto cada uno tenemos un cuerpo humano con unas dimensiones a través del
escaneado una cosa ya muy habitual de ese cuerpo, de ese individuo
particular podemos adaptar un diseño adaptar cogiendo los valores de ese
escaneado los parámetros de nuestro modelo y adaptar ese modelo base a las
características de ese individuo concreto eso tendrá aplicaciones pues en
muchos campos diseño de moda, por ejemplo pero cualquier cosa que tenga
esa componente ergonómica una... ay, lo diré, la empuñadura por ejemplo
de un objeto de un arma, no quiero decirlo de arma porque suena muy feo
pero bueno, ese tipo de productos pero evidentemente en otros campos como
el campo médico, el sector médico tiene aplicaciones pues que bueno no
sé no puede ser más satisfactorio que aplicar estos avances a un campo
que te permite mejorar la vida de las personas ya sea por ejemplo en
prótesis ya sea en órtesis como las que vemos ahí a la izquierda para
personas con problemas de parálisis cerebral para el tratamiento de la
plagiocefalia en los bebés situaciones que requieren de una agilidad en lo
que es producir esos productos esas órtesis personalizadas a una persona
concreta sus características con agilidad porque el problema no permite
que esperemos y que las tecnologías tradicionales pues dificultan esa
agilidad en la respuesta y sin embargo estas nuevas tecnologías sí que la
dan aparte de eso, bueno, pues otras aplicaciones como por ejemplo es
llamativo, ¿no? el STEM para todo el tema de intervenciones
cardiovasculares que vemos a la derecha es decir, un campo el campo de la
medicina en el cual pues esto tiene mucho futuro un trabajo también
desarrollado por el grupo que sirve un poco para asumir todo esto que hemos
dicho sería este publicado recientemente en Polymer en el cual a través
bueno, la estructura del programa es infinitamente más compleja aquí
sólo aparecen un par de bloques pero a través del escaneado del pie de un
individuo concreto y teniendo en cuenta en los parámetros pues
información por ejemplo relativa al estudio de la pisada de ese individuo
se actualizaba la geometría de fabricación bueno, del producto que en
este caso era un tacón para un zapato pues a las características
ergonómicas de ese individuo y además en este caso pues se abordó
también la optimización topológica no sólo de la geometría de la pieza
sino también de su relleno lo cual suponía dar respuesta distinta a lo
largo de la pieza en función de las solicitaciones mecánicas que en unas
zonas eran más intensas y en otras eran más bajas como reflexión
personal sí que es cierto que esto no pretendo resolverlo aquí pero como
es una cosa que a veces me inquieta lo comparto con ustedes sí que es
cierto que cuando ves por ejemplo estos software en este caso de
optimización generando soluciones, soluciones posibles identificando
cuáles son las más óptimas a veces, a mí personalmente me da cierto
vértigo porque te das cuenta de que parece que el factor humano la
genialidad de las personas de los diseñadores empieza a tender a estar
orientada que no digo que sea malo simplemente digo que es un cambio
orientada a la mejora de unas tecnologías en las cuales depositamos
nuestra confianza para resolver el problema del diseño porque la verdad es
que al tener la participación aditiva un cambio de libertad en lo que
supone el poder plantear geometrías antes imposibles pues el número, el
rango de soluciones factibles pasa a ser tan amplio que gestionarlas todas
es difícil necesitamos ayuda y en ese sentido sí que bueno, a mí esto
hay veces que me da un poquito de vértigo pero bueno, lo dejo ahí
también en la fabricación en cuanto a su gestión la clasificación
tradicional en cuanto a la configuración de procesos productivos sería
más o menos esta de manera muy simplificada configuración por proyectos
cuando llevas los medios productivos a donde vas a fabricar el producto un
astillero para fabricar un barco configuración continua 24 horas en
funcionamiento especialización absoluta 100% sólo sabemos fabricar una
cosa una refinería y luego otras configuraciones menos especializadas y
que por tanto te permiten fabricar distintos tipos de productos ahí
tendríamos la configuración por lotes con dos variantes en línea, que
sería la cadena de montaje fabrico distintos productos sí, pero parecidos
varios modelos de coches varios modelos de electrodomésticos y comparten
ciertas operaciones o la configuración job shop que es la que nos interesa
a nosotros para hablar de fabricación aditiva porque la fabricación
aditiva tiene sentido para fabricar muchas cosas distintas y en ese sentido
vamos a ver cómo es esa configuración previa por talleres o en batch
básicamente, por poner un ejemplo en talleres estaríamos hablando de la
carpintería más o menos tradicional que vas con un diseño tuyo exclusivo
de un mueble lo quiero así ya se encargan ellos con sus medios productivos
con sus equipos de diseñar la secuencia de operaciones necesaria para
darte ese mueble en batch sería el equivalente a una pequeña fábrica de
muebles que tiene un catálogo tiene opciones distintas pero te tienes que
mover ahí y de hecho si te pones a fijarte en el catálogo hay elementos
que comparten distintos diseños frente a eso la fabricación aditiva
supone una ruptura porque claro diseñar la distribución en planta la
organización de esas instalaciones supone reflexionar sobre la secuencia
de operaciones que tengo que realizar para conseguir el producto 1 que
será distinta a la que tengo que seguir para generar el producto 2 y
distinta a la del producto 3 etcétera, etcétera cada una de esas
operaciones necesita unos espacios etcétera, etcétera y con eso vas
dimensionando tu planta tu planta productiva ¿cuál es el problema? que
claro, si pensamos por ejemplo en que lo que estamos dando es servicios de
repuestos yo no sé cuándo voy a necesitar el repuesto de determinada
pieza y a lo mejor cuando lo necesite la secuencia de operaciones que
necesito para fabricar este componente pues está ocupada fabricando otro
de ahí que aparezcan los stocks necesito adelantarme y tener stock ¿qué
pasa si yo lo que tengo son equipos que me permiten fabricar cualquiera de
esos tipos de piezas que os estoy diciendo en una misma máquina y en un
único proceso? pues que la pregunta pasaría a ser ¿cuántas máquinas de
este tipo me hacen falta para cubrir la demanda que tengo? simplificando
mucho el tema esa sería la pregunta y esto tiene muchas implicaciones
simplifica esa distribución en planta elimina la necesidad teórica de
esos stocks porque en el fondo la pieza que necesito la pongo a fabricar y
eso tiene beneficios evidentes para la empresa que no fabrica cosas con la
perspectiva de que le van a hacer falta sólo las fabrica cuando le hacen
falta y tiene también la componente sostenible no hace falta fabricar
cosas que a lo mejor si por ejemplo quiebra la empresa pues nunca llegamos
a usar es interesante Alec tiene posibilidades si fundimos, si tenemos en
consideración simultáneamente esa libertad geométrica esa capacidad de
coger un diseño, adaptarlo genera una geometría única y la posibilidad
de fabricarlo repetidas veces aunque sea en unidades individuales que
permita la frecuencia negativa hablamos efectivamente de la posibilidad
real de eso que se viene explorando hace años de la customización en masa
hacerlo de verdad no a través de estrategias que permitan que el impacto
de un modelo personalizado sea menor reducir su sobrecoste y tal hacerlo
sin problemas encararlo mirándolo a los ojos no de cara, con garantías de
éxito ¿supone esto un cambio de paradigma? bueno, si tomamos como
referencia las definiciones habituales del concepto de paradigma
probablemente todavía no porque la fabricación aditiva pues bueno,
todavía no está del todo definida hay todavía muchas cosas por hacer
muchas cosas por definir pero como mínimo lo que sí que es es un cambio
de modelo ofrece nuevas perspectivas requiere nuevas estrategias y en ese
sentido creo que es muy buena noticia que en la universidad, en la UNED
estemos dedicando tiempo a esto porque en la UNED sabemos lo que es
plantear nuevos modelos nuevas estrategias una nueva forma de hacer las
cosas llevamos casi 50 años haciéndolo con lo que es la formación
universitaria por tanto es una buena noticia y de hecho no es una buena
noticia que lo estemos haciendo es una buena noticia que llevemos tiempo
haciéndolo estas piezas por ejemplo se fabricaron en un proyecto dentro
del plan de ingeniería industrial de 2001, en 2015 por unos alumnos que
tutorizaba el profesor Miguel Ángel Sebastián que ya en el 2001 tenía
publicaciones sobre temas de fabricación aditiva y también durante este
curso desde el departamento de ingeniería de construcción y fabricación
gracias al convenio entre la UNED y el CSIC comenzará a impartir un
programa modular con máster sobre fabricación aditiva es una buena
noticia a mi punto de ver bueno voy a ir aligerando un poco el
planteamiento, la perspectiva que desde la comunidad científica se tiene
del interés de la fabricación aditiva está fuera de toda duda a mí en
este punto en cuanto a perspectivas y cosas de estas me interesa también
un poco la visión desde la empresa por eso suelo consultar información
que viene de este mundo y en este caso estas son imágenes de Boston
Consulting Group una consultoría líder a nivel mundial que un poco lo que
viene a reflejar es lo que comentábamos arriba tenemos un poco la
relación de los distintos actores y el usuario final, de las empresas que
dan servicio de fabricación aditiva final antes y ahora con la
fabricación aditiva lo que tenemos es una intervención de esos actores
antes-finales mucho antes, desde el inicio del proceso y por ahí vienen
las nuevas perspectivas de valor del proceso que tenemos que buscar y bueno
un poco también la idea de que esto pues las propias empresas
evidentemente son conscientes del potencial que tienen y prevén a pesar de
que ahora ha habido un pequeño bache prevén un despegue importante de
estas tecnologías ¿la fabricación aditiva es perfecta? no, tiene
limitaciones la primera sería no entender para qué sirve y plantear que
bueno que tenemos que aplicarla en cualquier contexto no, esta imagen que
está sacada de una conferencia de Stephanie Muller en Harvard Stephanie
Muller es una profesora del MIT que en aquel momento, en 2014 estaba
haciendo su tesis doctoral todavía lo que plantea es un poco bueno pues
para un producto que tampoco tiene unos requerimientos especiales que era
para sostener un móvil y a tener un dispositivo de realidad aumentada pues
si realmente merece la pena usar estas tecnologías que sí, que le van a
dar un resultado maravilloso pero a lo mejor hay otras alternativas ella lo
lleva a lo absurdo con esas piezas de construcción del ego que veíamos
ahí y luego pues lo hace un poquito más profesional pues con temas de
corte láser y tal entonces tenemos que ver cuándo merece la pena usar
estas tecnologías y cuándo no otra limitación es la normalización otro
trabajo desarrollado por el grupo identificaba que sí que las normativas
que hay sobre sobre por ejemplo caracterización de ensayos mecánicos de
estos productos pues en el fondo lo que hacen es referirse a normativa de
otras tecnologías por ejemplo en el caso de los materiales poliméricos
que es donde realmente hay normativa porque en otros casos hay menos
netamente menos al final pues estás usando normativas que son pues de
inyección de plásticos y son aplicables no, porque incluso aunque tú
apliques te olvides de los rellenos y apliques estructuras más o menos
sólidas no sólo sólidas son estructuras de capa con cordones adyacentes
con una estructura de huecos de espacios entre esos y una adherencia entre
esas capas que en fin, que no lo puedes considerar como material continuo
por tanto la aplicabilidad de estas normativas deja mucho que desear y la
normativa de certificación de los productos finales directamente es que
está por desarrollar en la mayoría de los casos en otro trabajo que
desarrollamos se puede observar de hecho que simplemente la orientación de
las probetas que fabricamos para su ensayo por tracción identifica ya
distintas regiones porque en el perímetro de esas probetas la impresora lo
que hace es como un contorno o el CEL que se llama y al final pues en este
caso claro pues en esas zonas los filamentos están orientados mientras que
en las zonas centrales unos sí y otros no y si cambiamos la orientación
de la probeta lo que ocurre es que la proporción de esas regiones cambia y
esas regiones responden mejor unas que otras al esfuerzo por tanto
simplemente la orientación de la probeta es crítica ¿vale? y se observa
también patrones de rotura que son similares en la zona central porque las
capas se despegan 2 a 2 porque el desfase no voy a entrar mucho en ello
pero vamos el desfase en la adhesión entre esas capas entra en conflicto
pues en las que hay mayor superficie de contacto es decir, no podemos
abordar estos materiales estas piezas desde normativa que es para otras
tecnologías ¿supone esto un problema? no, supone bajo mi punto de vista
lo que son los retos lógicos y naturales del avance de cualquier
tecnología del avance en cualquier rama del conocimiento un avance que a
la medida que sabemos que en el horizonte tiene unos objetivos pues que son
de gran utilidad para la sociedad pues debemos afrontar con entusiasmo con
ganas con la certeza de que el resultado va a ser bueno y es una idea que
creo que también casa bien con el acto en el que estamos hoy que es el
acto inaugural de un curso que también supone el inicio de un camino del
curso académico en el cual también todos los miembros de la comunidad
universitaria tendremos que hacer una serie de esfuerzos pero con la
perspectiva con la esperanza de que los resultados que tenemos en el
horizonte merecen la pena por eso a todos los miembros de esta comunidad
universitaria desearles un feliz curso académico agradecer al centro
asociado de la UNED en Ponferrada la diferencia que ha tenido conmigo para
impartir esta lección inaugural y a todos ustedes pues agradecerles la
atención