Una revolución industrial se caracteriza por la aparición de nuevas tecnologías, lo que significa un profundo cambio en los procesos de producción de las empresas. La Fabricación Aditiva, las Plataformas Digitales y el Escaneo 3D son algunas de las tecnologías que han derivado de la Cuarta Revolución Industrial y que están siendo adoptadas por las empresas para mejorar su eficiencia y volverse más resilientes en el futuro.
La implementación de las nuevas tecnologías en las empresas, están construyendo compañías ágiles y colaborativas, que mejoran sus productos y servicios dirigidos a un público que se maneja digitalmente. De hecho, se espera que el 47% del trabajo global estará digitalizado en 2025 de acuerdo con el Foro Económico Mundial (WEF).
Construir la infraestructura necesaria para soportar un mundo digitalizado, así como mantenerse actualizado en las últimas tecnologías resultará esencial para que cualquier empresa pueda mantener su competitividad en un mundo digitalizado.
Escaneo 3D
El escaneo 3D ha mejorado significativamente las opciones para medir con alta precisión y analizar la estructura de piezas o productos, así como llevar a cabo procesos de control de calidad, siendo una de las tecnologías más recientes utilizadas en metrología.
El escaneo 3D es un proceso donde se obtienen datos de cualquier objeto físico, se puede medir su altura, ancho, profundidad, diámetro y circunferencia del objeto. Pero esto va más allá debido a que un objeto, tiene también una variedad de medidas independientemente de la forma y la complejidad como: bordes no lineales, sin formas o ángulos, por lo que el escaneo 3D requiere de las habilidades y conocimientos de un equipo de trabajo especializado.
Todos los datos que se recopilan con el proceso del escaneo 3D se utilizan para construir y analizar modelos digitales con nubes de puntos de alta densidad o mallas triangulares, para después utilizar un software informático para limpiar los datos escaneados, rellenar agujeros, corregir errores y mejorar la calidad general de dichos datos, estos se exportan como un archivo STL o se convierten en NURBS (modelo matemático para generar representando curvas y superficies) para el modelado CAD 3D.
Una vez capturadas todas las medidas físicas de un objeto en 3D, los fabricantes pueden asegurarse de que las piezas se diseñen correctamente para optimizar los diseños y las tolerancias, reducir los costos asociados con los desechos, mejorar los procesos de ingeniería, las herramientas y los tiempos producción.
Los modelos 3D generados, después pueden ser utilizados para implementar procesos de ingeniería inversa, control de calidad, archivar para referencias digitales futuras, volver a crear la pieza físicamente usando una impresora 3D e incluir en la documentación técnica.
El proveedor líder de sistemas para el sector de la aviación Hutchinson Aerospace GmbH, ha estado utilizando durante algún tiempo en su planta Nobitz, tecnología de escaneo 3D para la inspección de mercancías entrantes de herramientas para su taller.
Cuando la empresa recibe las herramientas, las escanean, después se evalúa su conformidad mediante la comparación de superficies con CAD, y en caso de no conformidad con las especificaciones se realizan evaluaciones más exhaustivas. Las herramientas que se deben medir están fabricadas con diversos materiales metálicos y no metálicos, con tamaños que van desde unos centímetros hasta más de 3 metros por lo cual se requiere una gran precisión por parte del escáner.
La implementación de tecnología de escaneo 3D ha aumentado significativamente las opciones para medir y analizar productos, así como para las instalaciones de fabricación.
Plataforma 3D EXPERIENCE
Las Plataformas Digitales como la 3DEXPERIENCE han arrojado resultados muy satisfactorios por lo que, diversas empresas están implementando esta tecnología para mejorar sus procesos de producción.
La 3DEXPERIENCE® es una plataforma de negocios e innovación que proporciona a las organizaciones una visión holística y en tiempo real de sus actividades empresariales y ecosistema. De igual forma conecta personas, ideas, datos y soluciones en un único entorno colaborativo para innovar y producir de formas completamente nuevas.
La 3DEXPERIENCE® permite que los datos de ingeniería se vinculen en el mismo espacio de trabajo, a fin de que los diseñadores e ingenieros obtengan un conjunto común de herramientas, lo que mejora la colaboración y fomenta una mentalidad de innovación. La 3DEXPERIENCE® permite tener toda la información en un solo lugar, acortando el tiempo de comercialización, simplificando la gestión de proyectos y asegurando la continuidad digital ahorrando costos.
Uno de los beneficios de esta plataforma es que está protegida, mantenida y actualizada por Dassault Systèmes, líder global en innovación sostenible, brindando la gama más amplia de aplicaciones disponibles en cualquier PaaS, siendo la solución completa para todo el ciclo de vida del producto, desde la gestión de datos y de proyectos, hasta el diseño 3D, la simulación avanzada y la fabricación.
Con esta plataforma las empresas de los Sectores Estratégicos pueden compartir ideas, informes de progreso, contenido multimedia y archivos de datos entre los diferentes equipos de una empresa.
La manufactura aditiva
La manufactura aditivita (AM) o impresión 3D, hoy en día se está aplicando a diversos ámbitos y uno de ellos es el Sector Aeroespacial. La impresión 3D ya es utilizada por la mayoría de las empresas aeroespaciales para crear prototipos de piezas de giro rápido, es decir partes del avión que no son críticas para su funcionamiento, para poder evaluarlas y ponerlas a prueba.
Esta tecnología está mostrando un crecimiento en los últimos años. Klaus Mueller asesor senior de Aerodynamic Advisory menciona que la industria aeroespacial podría usar esta tecnología para fabricar al menos el 30% de los componentes de aviones comerciales.
El proceso de fabricación aditiva o Impresión 3D comienza con un diseño de pieza tridimensional generado por computadora, este archivo se descarga a la computadora que incluye la máquina de aditivos (impresora de 3D) y se corta electrónicamente en capas extremadamente delgadas.
La máquina extiende una capa fina y uniforme de metal sobre la placa de construcción, un láser controlado por computadora u otra fuente de energía, sinteriza o derrite esta delgada capa de metal siguiendo un camino que corresponde a los datos cortados del diseño 3D original. El proceso de estratificación se repite hasta que se renderiza la pieza.
A finales del 2021, Tail Bearing Housing creó el primer prototipo del motor UltraFan® de Rolls-Royce desarrollado mediante manufactura aditiva, el cual ha sido diseñado y fabricado por ITP Aero.
El TBH es una de las estructuras principales del motor, siendo uno de los dos elementos de unión entre la aeronave y el motor. Este ha permitido un ahorro del 25% de material en su fabricación en comparación a otros procesos de producción utilizados en la actualidad.
Implementar las tecnologías de la Cuarta Revolución Industrial en las empresas generará grandes beneficios para los Sectores Estratégicos, permitiendo a las empresas ser más competitivas.
El Centro de Innovación Industrial para el Sector Aeroespacial del Bajío brinda acceso a tecnologías 4.0 con la finalidad de que las empresas de la región puedan acelerar sus procesos de adopción tecnológica, mejorando sus procesos de Innovación y Desarrollo de Producto.
Si deseas conocer más sobre los servicios especializados del Centro, te invitamos a descargar nuestro brochure.