Septiembre, 2016Redacción: Mariano Fressoli y Adrian Smith

La fabricación aditiva como una nueva revolución

By Federico Mazzella Septiembre, 2016
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Redactor: Mariano Fressoli y Adrian Smith
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  Ideas de Integración n241

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¿Cuál es el estado actual de la impresión 3D a escala global y regional?

El mundo de las revoluciones tecnológicas inminentes tiene un nuevo postulante al podio: la fabricación digital. Las tecnologías de fabricación digital, y especialmente la impresión 3D, permiten digitalizar objetos en tres dimensiones y fabricarlos materialmente. Existe una creciente disponibilidad de herramientas de diseño y fabricación digital, tales como la impresión 3D, cortadoras láser, y tornos y fresadoras de control numérico computarizado (CNC) que son a la vez poderosas, versátiles y trabajan de forma interconectada. Estas herramientas utilizan interfaces amigables, software de diseño intuitivo, disponen de tutoriales online, permiten el intercambio de archivos por internet e incluso utilizan programas de código abierto. Todo esto facilita el proceso de aprendizaje en la práctica y permite, por ejemplo, que un objeto diseñado en Argentina pueda fabricarse en Brasil, Colombia o en cualquier parte del mundo.

Al mismo tiempo, las tecnologías de fabricación digital acortan los tiempos requeridos entre el diseño y la producción, permitiendo acelerar los mecanismos de producción flexible de pequeñas cantidades de productos. Así, la fabricación digital acentúa el rol de la economía de servicios y el ascenso de las capacidades de diseño y programación mientras que subvierte las formas tradicionales de producción manufacturera.

Las herramientas de fabricación digital están generando una explosión de aplicaciones y usos, y en la actualidad se puede producir casi cualquier cosa por estos medios. Los usos actuales de la fabricación digital incluyen joyas, vestimenta, muebles, maquinas, alimentos y prótesis, entre otros. Muchas de estas aplicaciones son copias o mejoras de procesos existentes, pero también hay aplicaciones más experimentales tales como, la construcción de casas, la producción de tejidos humanos, y la fabricación 3D de repuestos en la Estación Espacial Internacional (que produjo los primeros objetos fabricados fuera de la Tierra) y la impresión 4D.

Dependiendo de los materiales que utilizan y de la precisión de las maquinarias, las impresoras pueden costar entre US$ 400 en el caso de las máquinas hogareñas hasta US$ 500.000 o más en el de los equipos industriales (Deloitte, 2013). La reducción en los costos de las máquinas favorece un creciente proceso de adopción de la tecnología. Así, mientras que en 2014 se calcula que se vendieron aproximadamente 108 mil impresoras a nivel mundial, un año después las ventas habrían alcanzado el doble, unas 217 mil unidades (Gartner, 2014). Al mismo tiempo, el mercado total de la fabricación digital (incluyendo máquinas,software y servicios) también está creciendo de forma dramática: desde US$ 2.500 millones de dólares estimados 2013, se espera que alcance US$ 16.200 millones en 2018 (Earls y Baya, 2014).

Dada la diversidad de campos de aplicación, la rapidez de la innovación tecnológica y el enorme potencial de mercado, la fabricación digital se está convirtiendo en la tecnología disruptiva por excelencia, y algunos ya comienzan a comparar su potencial con el que hace 20 años mostraban las tecnologías de información y comunicación en general e internet en particular (Murphy, 2015). En este escenario, las promesas de la fabricación digital han atraído a grandes empresas, investigadores, políticos, emprendedores, arquitectos, diseñadores, makers y medios de comunicación.

Pero, ¿podrá la tecnología de fabricación digital estar a la altura de sus promesas de “revolución tecnológica”?

Según Pérez (2005) las revoluciones tecnológicas pueden considerarse como conjuntos de tecnologías, productos y formas de producción que promueven nuevas olas de desarrollo tecnoeconómico a largo plazo y modifican profundamente las estructuras sociales. En esta línea, una revolución tecnológica implicaría cambios paradigmáticos en la estructura de las organizaciones, la forma de gestión del conocimiento, la logística y el transporte, la energía y los materiales utilizados, las formas de empleo, etc.

En este artículo tomamos esta definición, con algunos reparos, para estudiar las promesas y desafíos que presenta la fabricación digital, resaltando los diferentes caminos de desarrollo y alternativas de innovación que implican este tipo de eventos. Con este fin, analizamos brevemente algunos de los antecedentes y potencialidades de la fabricación digital, luego presentamos dos escenarios en la región y finalmente proponemos algunos puntos para la construcción de nuevos espacios de innovación.

 

Dos momentos de la fabricación digital

Muchas de las herramientas tecnológicas que conforman la práctica de fabricación digital no son particularmente nuevas. Por ejemplo, el desarrollo de máquinas de CNC se remonta, al menos, a la década del cincuenta. El diseño asistido por computadora y la manufactura asistida comenzaron a utilizarse industrialmente en los años setenta y ochenta, mientras que el desarrollo de las primeras tecnologías de impresión 3D se remonta a mediados de la década del ochenta (Robben, 2013).

 

Cuando el diseño es casi todo

La fabricación digital es eficiente en pequeñas escalas y puede ser una oportunidad para América Latina

La fabricación digital no solo se distingue de la manufactura tradicional por ser aditiva, sino que implica un cambio interesante en los procesos de producción, comercio y consumo. Esta tecnología tiene un carácter disruptivo que deriva de la digitalización de bienes que solían ser físicos (Vazhnov, 2014): el diseño de los productos pasa a ser más importante que los bienes mismos y cobra relevancia el intercambio de archivos digitales. La impresión 3D modifica la relación entre eficiencia y cantidad producida. En industrias con altos costos fijos, la eficiencia está vinculada a las economías de escala: los costos se reducen a medida que se incrementa la producción total y se fabrican masivamente productos estandarizados. En oposición, la fabricación digital puede producir de forma eficiente en una escala pequeña. Ello podría reducir las barreras de entrada en determinadas industrias, permitiendo ingresar a empresas medianas y pequeñas innovadoras. También puede favorecer el desarrollo de productos a través de prototipos, sin necesidad de grandes inversiones en nuevas líneas de producción.

En la actualidad, en la estrategia comercial de las empresas son fundamentales los canales de distribución (cómo llega el bien al consumidor), las cadenas de suministro y la gestión de inventarios. La impresión 3D permite menores tiempos de entrega, la producción a medida, personalizada y la fabricación de bienes muy distintos con el mismo hardware. Además, combinada con el escaneo 3D, permite reparar o mejorar bienes existentes. En este marco, los consumidores con acceso a esta tecnología pueden pasar a ser productores o prosumers, lo que se identifica con una tendencia de democratización (Anderson, 2012).

Entre las visiones positivas, Birtchnell y Hoyle14 (2014) argumentan que la impresión 3D tiene un enorme potencial para enfrentar problemas sociales, combatir la pobreza e impulsar economías en crisis. Los autores sostienen que ofrece a las economías en desarrollo la posibilidad de ser más autosuficientes y menos vulnerables a los shocks de la economía global. Además, argumentan que las impresoras 3D de bajo costo pueden contribuir a la inclusión, creando oportunidades locales de innovación para emprendedores.

En este marco, ¿conducirá la fabricación digital a un cambio radical en las formas de producción y a una nueva revolución industrial? (The Economist, 2012) Aun con las dificultades para formular predicciones en este ámbito, esta tecnología parece tener una gran perspectiva, y posiblemente será complementaria a los modos de producción actuales, con procesos híbridos que involucren a ambos (WTO, 2013).

La difusión y alcance de esta tecnología dependerán de la velocidad de reducción de los costos de las impresoras 3D, del software y de los materiales. Si bien el software puede ser gratuito basado en código abierto, hoy los materiales necesarios para la impresión 3D son entre 10 y 100 veces más caros que los insumos utilizados en los procesos de producción tradicional (Vazhnov, 2014). Es importante reflexionar acerca de algunas implicancias que podría tener el avance de la impresión 3D sobre los patrones de comercio globales.

  • Podría favorecer el comercio internacional de diseños y de bienes digitales en detrimento del intercambio de bienes físicos, que perderían relevancia en el sistema internacional de transporte y logística de mercancías, reduciendo los costos y esperas en las aduanas.
  • El aumento en la demanda de nuevos materiales sería una enorme oportunidad para los países en condiciones de ofrecerlos.
  • Al localizarse cerca o en el propio hogar de los consumidores y ser menos intensiva en empleo, la impresión 3D podría erosionar las bases de especialización en manufacturas, especialmente aquella basada en salarios bajos, como el caso de China y otros países asiáticos o México y Centroamérica en la región. En cambio, potenciaría la internacionalización de empresas pequeñas y emprendedores enfocados en el diseño de productos. Un ejemplo de ello se encuentra en la industria del juguete, donde la impresión 3D tiene un enorme potencial, a través de la co-creación y personalización y utilizando un material simple como el plástico.
  • Implica diversos desafíos para el sistema multilateral de comercio, desde su medición (es más fácil controlar bienes que cruzan fronteras que el comercio de servicios), la asignación de derechos de propiedad, hasta asegurar la calidad de los productos a través de ciertos estándares técnicos, sanitarios, etc. Esto es particularmente relevante en los casos vinculados a la salud (ej. prótesis o órganos, etc.).

Suominem (2014a y 2014b) sostiene que el mayor riesgo en este sentido es que las reglas del comercio internacional y la política comercial ofrecen poca orientación al respecto y parecen ir por detrás de estas innovaciones. En el mismo sentido, Casanueva (2015) afirma que la impresión 3D plantea un desafío para la capacidad prospectiva y anticipatoria del sistema multilateral de comercio y de los acuerdos de libre comercio, inversiones y propiedad industrial. Además, señala que la impresión 3D involucra desde la definición de impuestos aplicables a la provisión de programas y diseños hasta la protección de derechos de propiedad intelectual e industrial con respecto a la invención, patentes y diseño de archivos digitales. Así, se reaviva un debate sobre propiedad intelectual y patentes, iniciado con la era de internet. Tres áreas de la impresión 3D ¿Qué está sucediendo en América Latina? Los países que lideran la industria de la impresión 3D son Estados Unidos, Japón, Alemania, China, el Reino Unido, Italia, Francia y la República de Corea. No obstante, América Latina están avanzando en esta área (UNIDO, 2015). Sin constituir una lista representativa o completa, se mencionan algunas experiencias en países de la región:

  • La empresa Robtec es líder en la industria en la región y provee servicios a grandes compañías automotrices y de aviación. Fue comprada recientemente por 3D Systems, creando 3D Systems Latin America, con el objetivo de desarrollar una plataforma estratégica para acelerar la adopción de esta tecnología en la región.
  • Las empresas Trimaker y KikaiLabs son algunas de las pioneras que producen impresoras 3D. El Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) elabora un mapa de actores vinculados a la impresión 3D.
  • ThinkerThing es un proyecto enfocado principalmente en niños para que puedan diseñar sus propios juguetes.
  • En la Universidad Konrad Lorenz los alumnos de las carreras de Ingeniería diseñan y prueban objetos y productos. Las experiencias con la impresión 3D muestran que tiene el potencial de generar soluciones innovadoras y personalizadas a escala global y para la región.

Aun sin considerar una visión exageradamente optimista, para los países de América Latina constituye una oportunidad para mejorar la inserción en las cadenas globales de valor a través del diseño de bienes. En este sentido, aprovechando los caminos recorridos por empresas privadas y políticas públicas, sería importante continuar promoviendo el desarrollo de esta tecnología y su apropiación por parte de emprendedores y empresas de menor tamaño relativo, considerando también los aspectos regulatorios para contener posibles riesgos y efectos negativos.

 

VER EL ARTÍCULO COMPLETO EN LA REVISTA INTEGRACIÓN Y COMERCIO 39. DESCARGAR DE LA WEB EN http://www.iadb.org/intal/icom/notas/39-18/

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