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¿Producción? ¿Piezas apiladas? ¿Soporte? ¿Costos? ¿Velocidad? ¿Patentes? ¿Distribución? ¿Materiales? ¿Competencia? Desde que Desktop Metal presentó oficialmente su sistema AM de polvo metálico para MIM, nos hemos estado preguntando si esta tecnología podrá competir verdaderamente con la tradicional fabricación en la gran producción de piezas por lotes. Nos sentamos y hablamos sobre esto con Jonah Myerberg, Cofundador y CTO de Desktop Metal, y obtuvimos muchas respuestas a estas y otras preguntas importantes.
Lo primero que surge al mirar las diapositivas de la presentación oficial de Desktop Metal (probablemente similar a la que obtuvo inversiones empresariales de compañías como Google, BMW, GE y Stratasys) es que en la fábrica automatizada de Desktop Metal del mañana hay cuatro hornos para cada impresora 3D. Este es un cambio interesante con respecto a las fábricas automatizadas de fusión de lecho de polvo metálico, donde hay varias impresoras 3D por cada estación de acabado, y esto proporciona una clara indicación de la relación velocidad-combustión del sistema de producción de Desktop Metal. Este proceso de inyección de aglutinante de doble paso es hasta 100 veces más rápido que los procesos de fusión de lecho de polvo (obviamente sin incluir el proceso de cocción).
“Nuestro proceso de inyección de paso único ofrece velocidades de hasta 8200 cm3/hora. Sin necesidad de herramientas, es la forma más rápida de fabricar piezas metálicas complejas”, afirma Myerberg, “combinado con polvo MIM de bajo costo, alto rendimiento y un simple procesamiento posterior, ofrece costos por pieza que son competitivos con los procesos de fabricación tradicionales, y hasta 20 veces más bajos que los sistemas de impresión 3D en metal de hoy”.
Los materiales son el siguiente tema que discutimos. La lista de materiales que se pueden usar en los sistemas de producción de Desktop Metal es enorme porque el sistema puede procesar cualquier polvo utilizado en los procesos MIM tradicionales. Ya incluye varias aleaciones base comúnmente utilizadas en AM, como acero inoxidable 316L y 17-4 PH, así como H13 Tool Steel, Inconel 625 (una aleación con base de níquel), 4140 Copper, C11000 Chrome y Kovar F-15. Las aleaciones en desarrollo incluyen varios tipos de acero, así como carburo, magnetics y titanio, incluso un nuevo material de Catamold en asociación con BASF.
Luego Myerberg informó sobre el estado actual del desarrollo comercial de Desktop Metal. “Nos hemos lanzado derecho en América del Norte”, afirma él. “Los próximos cuatro años los pasaremos instalando nuestras primeras impresoras muy cerca, aquí en los Estados Unidos. Hemos ingresado a redes de ventas que son utilizadas por otras impresoras 3D y proveedores de software CAD. Por ejemplo, Stratasys es nuestro socio y uno de los primeros inversionistas y por eso también compartimos un canal de ventas con ellos. Ese es el mismo canal de ventas que usa SolidWorks. De esta manera, terminamos llegando a clientes que conocen la impresión 3D y que la conocen muy bien. Nuestro canal de ventas sabe cómo respaldar y mantener impresoras 3D muy bien. Es un canal muy, muy fuerte aquí en los Estados Unidos, y vamos a llevar ese canal a Europa el próximo año y luego a Asia y Japón después de eso”.
Uno de los mayores futuros desafíos en el establecimiento de la presencia de mercado de Desktop Metal puede ser HP, ya que el gigante de la impresión digital ha estado ampliando su red de fusión de lecho de polvo de polímero y ahora está contemplando el mercado AM de metal. Myerberg no se deja intimidar: “No estamos convencidos de que HP vaya a dirigirse al mismo mercado de producción en masa al que nos dirigimos nosotros”, explica. “Con solo mirar lo que han hecho con las impresoras de polímeros se puede ver que aunque ellos dicen que se han ocupado de la producción en masa de piezas plásticas, y en este momento definitivamente han dado un paso en la dirección correcta, no necesariamente significa que ellos son tan rápidos o eficientes como el moldeo por inyección para la mayoría de los tipos de componentes. Si adoptan un enfoque similar con el metal, se dirigirán a los mercados de prototipos y producción de bajo volumen. Creo que no hay indicios de que vayan en pos del mercado de producción masiva de alto volumen, que es al que apuntamos nuestros sistemas de producción. De cualquier manera, cuanto más, mejor: hay mucho espacio en el mercado AM para que todos puedan crecer”.
Otra posible área de crecimiento es la cerámica. Empresas como XJet comenzaron centrándose en el metal y ahora se están moviendo hacia la cerámica técnica. Las posibilidades de expansión de la AM en el mercado de componentes cerámicos son significativas. “Las cerámicas son posibles, pero hemos decidido centrarnos en el metal inicialmente. No hay ninguna razón por la cual no se pueda hacer cerámica en nuestros sistemas de producción ya que la cerámica usa una tecnología muy similar. Es moldeo por inyección de cerámica (CIM) y el nuestro es muy similar al moldeo por inyección de metal”.
La automatización del proceso y del flujo de trabajo, incluidos el procesamiento posterior y la cocción, representa otra ventaja clave en la estrategia de Desktop Metal, ya que implementa sistemas de ejecución de fabricación basados en la nube. “Cada máquina sabe lo que está sucediendo con la otra máquina y el horno sabe lo que está sucediendo en la impresora. El cartucho de material es realmente fácil de abrir y cerrar. A medida que pasamos de la creación de prototipos a la fabricación de bajo volumen y evidentemente a la fabricación de alto volumen, el valor y las ventajas que la automatización puede ofrecer se vuelven muy importantes”, explica Myerberg. “Todos queremos llegar al punto en el que tengamos fabricación desasistida. Solo ejecutar las máquinas según sea necesario y tener pocos requisitos de mantenimiento. En este momento, estamos trabajando con nuestros primeros clientes y socios en el sistema de producción. Queremos entender completamente cómo funcionan sus fábricas. Ya que, a medida que avanza en la fabricación de alto volumen, cada cliente se acerca a la fabricación de manera diferente. Les preguntamos qué tipo de requisitos de automatización prefieren, si desean que el polvo se alimente a través de tuberías y dentro de cada máquina, o mediante barriles que levantamos e introducimos en la máquina. Estamos viendo qué tipos de robots quieren utilizar. Nuestros sistemas en este momento están siendo diseñados de manera que los clientes puedan inyectar su propio ‘ADN’ en el proceso de automatización”.
El sistema de producción de Desktop Metal tiene un volumen de construcción de 350 x 350 x 350 mm, lo cual permite la producción de piezas anidadas relativamente grandes. El sistema es lo suficientemente rápido como para permitir una producción en masa rentable de piezas apiladas de un tamaño relativamente grande. “Nos damos cuenta de que los clientes querrán imprimir más y más”, admite Myerberg. “Eventualmente, queremos poder imprimir un chasis completo de automóvil, y para hacer eso necesitamos desarrollar tanto las máquinas como los procesos. Ir cada vez más y más grande puede tener un impacto exponencial en el costo y la complejidad, pero eso es algo que estamos estudiando. En última instancia, la AM se utilizará para fabricar piezas gigantes, incluso piezas para trenes y automóviles. En ese punto, comienzas realmente a abrirte para adoptar una consolidación del ensamblaje, donde todas estas partes, que tal vez se ensamblan juntas con cientos de partes metálicas, puedan ser reducidas a una o dos partes impresas”.
Desktop Metal no ha ocultado que uno de sus principales objetivos es la industria automotriz, pero varios otros segmentos industriales podrían beneficiarse de esta tecnología lista para producción. “Hay una serie de verticales que estamos buscando”, continúa Myerberg. “En general, podemos ver cualquier empresa de ingeniería que quiera rápidamente diseñar o rediseñar y entonces personalizar masivamente y optimizar sus componentes funcionales. Los ejemplos incluyen lo que Caterpillar está haciendo con la impresión de repuestos bajo demanda; o lo que BMW está haciendo con la optimización del diseño. Otras áreas incluyen pequeñas herramientas y una amplia gama de aplicaciones médicas, e incluso cualquier componente metálico que se pueda encontrar en los teléfonos celulares. Todas estas son áreas potenciales donde componentes metálicos están siendo diseñados y producidos a volúmenes muy, muy altos, en el orden de cientos de miles o incluso millones de componentes. Y estas empresas quieren evolucionar rápidamente. No necesariamente quieren ofrecer la misma herramienta para el mismo teléfono a lo largo de todo el año. Quieren poder modificar y cambiar a medida que descubren problemas, sin tener que reinvertir en herramientas. Por lo tanto, esto es una gran oportunidad para ellos y para cualquier empresa de ingeniería y producción, usar la fabricación aditiva tanto para reducir costos como para mejorar la eficiencia del tiempo”.
Un asunto delicado que ha surgido recientemente es el referido al litigio en curso entre MarkForged y Desktop Metal en relación con los procesos de impresión 3D de metal de ambas compañías. Dado que ambas corporaciones se encuentran cerca de Boston, junto con Formlabs y otras, el área se ha convertido ciertamente en el centro de la impresión 3D en los Estados Unidos.
“MarkForged ha estado entre nosotros por un tiempo y todos somos amigos, todos estamos en el mismo barco”, dice Myerberg. “Estamos poniendo nuestro propio giro en la forma en que la impresión 3D de metal debe hacerse. Y realmente llegará a los detalles. Hay ciertos aspectos de la impresión 3D de metal que no puedes proteger porque son abiertos y disponibles, y hay algunos aspectos que se pueden predecir. Tenemos aquí el famoso Diablo presente en los detalles. Se trata de ¿cómo realmente haces esto de la manera correcta? ¿Dónde obtienes la geometría correcta y la metalurgia correcta para la pieza terminada? Y en Desktop Metal nos enfocamos mucho en la metalurgia y la geometría de la pieza. Contratamos a un gran número de metalúrgicos que provienen de los laboratorios de nuestros fundadores en el MIT, los que dirigen el departamento de ciencia de materiales allí, y estamos muy interesados en conseguir la metalurgia perfecta”.
“Desde el principio –continúa Myerberg– también hemos invertido en formas en que puedes crear la geometría y mantenerla a través del proceso de sinterización como esta capa de interfaz, y las series que colocamos bajo nuestras partes: estos son los pequeños detalles que realmente son necesarios crear. Ya sabes, geometría compleja, no solo dos partes y media D que serían muy fáciles de construir y hacer permanecer juntas al principio, sino reales partes impresas en 3D que tengan características y complejidad que no se pueden fabricar de otra manera. Y luego poner todo junto dentro de un sistema que inicia con la materia prima, la cual controlamos desde el mismo principio. Tenemos a uno de los individuos que inventó el proceso MIM, y él ha estado trabajando en MIM durante 40 años. Él está enfocado en obtener la receta para la correcta materia prima desde el principio. Y eso entonces va a una impresora a través del software de entorno Desktop Metal que hemos diseñado desde cero a través de todo nuestro equipo de software, el cual proviene de la industria CAD de SolidWorks, desde un ingeniero de Petróleo. Y luego conecta eso con los aglutinantes y los hornos, todo eso vive en la red de Desktop Metal, todo diseñado desde cero aquí mismo, como un sub-metal para trabajar entre sí y con nuestro proceso. Y ese es justo ese sistema allí. Creemos que hacer esto va a ser un componente en extremo vital: hacerlo de la manera correcta y darle a los usuarios la acertada experiencia que necesitan”.
