Impresión en 3D: ¿una posible respuesta al agotamiento de los recursos?

(Después de un corto receso de verano ahora estoy de vuelta y metido hasta el fondo de un tema que creo que puede ser cada vez más relevante: el futuro de los recursos ambientales y cómo la impresión en 3D juega un papel potencial en esto. Gracias por leerlo, Sam.).

Uno de los puntos que toqué recientemente en un libro blanco fue el problema del agotamiento de los recursos y su efecto no sólo la economía, sino sobre la base misma de cómo los productos están diseñados y construidos.

Este mismo libro blanco mencionó que tendemos a dar por sentado que ciertos productos siempre estarán ahí. Sin embargo, al mismo tiempo, también sabemos que no todos los materiales existirán para siempre, y que esto debe cambiar la forma en que pensamos acerca de la construcción y el diseño de productos.

El punto álgido del petróleo: ¿Y que tal si?

Por ejemplo, si asumimos, como algunos ya lo hacen, que el punto álgido del petróleo se alcanzó en el 2008 y que en los próximos 30 años la producción de petróleo de los actuales campos conocidos disminuirá en un 50%, hay algunas implicaciones muy graves para la forma en que manejamos nuestras vidas . Los economistas del FMI consideran la posibilidad de un escenario donde la producción del petróleo declina en un 3.8% anual. El aspecto más alarmante de esta situación es que las reducciones en el suministro de sólo el 3.8% darían lugar a un aumento de los precios del petróleo de 200% de forma inmediata y 800% en los siguientes 20 años.

Si es así, entonces es una certeza que los efectos en cadena se harán sentir en prácticamente todos los aspectos de nuestras vidas, especialmente en el área de costos de los alimentos y la producción de bienes de consumo diario.

El costos de los alimentos: aunque no es una parte importante de los gastos de los hogares para las personas en el mundo desarrollado, sin embargo, es el número uno para muchos gastos en partes de África, Asia y América del Sur. Considere que en Egipto, por ejemplo, el salario diario promedio es de alrededor de $2 dólares estadounidenses. ¿Qué sucede cuando el precio del trigo se duplique para ellos?

Incrementar el gasto de los consumidores: ¿Es factible?

Por acá, todos hemos visto que en la actual recesión, los economistas keynesianos piden más “estímulo” y “gasto de los consumidores”, pero ¿qué sucede cuando el costo de los plásticos que entran en nuestros bienes de consumo y de embalaje se duplica o triplica?

Desde la perspectiva de una empresa de impresión en 3D hay una serie de áreas en las que puede ser capaz de ayudar en la producción de bienes en masa. Las líneas de producción son inherentemente inflexibles, por lo que se requiere una inversión masiva de capital en maquinaria. Incluso un proceso relativamente simple, como la forma en que se fabrica una cadena de bicicleta implica muchas máquinas diferentes y ¡puede ser un proceso agotador sólo como observador! Con los métodos tradicionales de fabricación, hay pocos incentivos o herramientas para permitir el cambio, la innovación, y para pensar más allá del “proceso” de la línea de producción. Hasta ahora fue así.



Una impresión en 3D de la cadena de bicicleta: Creada en un único paso de producción en la impresora Objet Connex Multi-Material 3D Printer

Impresiones de plantillas personalizadas y accesorios en 3D para líneas de producción

La impresión 3D permite a los fabricantes y a los consumidores pensar diferente acerca de cómo esa cadena de bicicleta llega a ser instalada. Por ejemplo, el fabricante puede utilizar la impresión 3D para crear productos a la medida, plantillas y dispositivos que, utilizados en las distintas etapas de la cadena de producción, pueden simplificar todo el proceso. Esto puede ahorrar tiempo en el desarrollo de productos y reducir el costo final para el consumidor. Ya en la actualidad, las plantillas personalizadas y los accesorios impresos en 3D se están convirtiendo en una característica común en las líneas de producción de automóviles, la producción de dispositivos médicos, la industria aeroespacial y otras industrias pesadas.



Plantilla para dispositivos médicos: Impreso en 3D en material digital similar a ABS en el Connex Objet

Impresión de moldeo por inyección en 3D para la producción masiva



Injection Mold Plates in Use – 3D Printed in Objet ABS-like Digital Material

Un fabricante de juguetes puede utilizar la impresión 3D para crear moldes para producciones pequeñas. Los moldes suelen ser construidos a partir de aceros especiales y se espera que soporten cientos de miles e incluso millones de ciclos de moldeo. Como tal, los moldes son muy caros para empezar, y los costos asociados con la construcción del molde aumentan significativamente con la complejidad de la parte. La impresión 3D de la herramienta de moldeo por inyección y el plástico destinado a esta herramienta tiene varias ventajas:

  • Obtener un prototipo real en la mano, desde el principio del proceso de diseño
  • La producción de pequeñas series con herramientas de aluminio o de acero no se puede justificar de otra manera
  • El comenzar en la construcción con acero después de la validación del molde inicial reduce el tiempo de espera para un molde de trabajo, final
  • En pocas palabras: reduce el tiempo de salida al mercado de piezas de plástico y reduce los costos involucrados

Evite la línea de producción completamente

Además de hacer mejoras en la eficiencia del proceso de la línea de producción está, por supuesto, la tan discutida cuestión de la fabricación personal, en la que esa cadena para la bicicleta puede ser impresa en la oficina, en tiendas especializadas, o incluso en casa, evitando así gran parte de la cadena de proveedores por completo. Tal vez esto no es tanto una posibilidad en el caso de la cadena inicial de la bicicleta y es más práctico para la sustitución de piezas desgastadas, pero de todos modos, vale la pena considerar el potencial de la impresión 3D personal para trabajar como una palanca eficaz que ‘apriete’ algunas de las ineficiencias por exceso y por lo tanto, los costos de la cadena de suministro tradicional.

Pensar de una manera nueva sobre los materiales de impresión en 3D

El uso de la impresión 3D para hacer el proceso de fabricación y el sistema de la cadena de suministro más eficientes es una cosa, y sin duda puede contribuir a reducir el costo de nuestros bienes de consumo en el futuro. Pero si nos remontamos a nuestro desafío inicial, el del agotamiento de los recursos, entonces creo que se requiere de una manera de pensar aún más radical. Y es aquí donde los materiales de impresión en 3D pueden ser capaces de añadir una dimensión sorprendente.

Material ConneXion es una empresa de consultoría de materiales, una de entre sólo siete que hay en el mundo. Ellos operan una biblioteca que contabiliza y clasifica los materiales más innovadores disponibles en la actualidad, un recurso para los diseñadores, ingenieros y fabricantes, para pensar en nuevas formas de crear cosas utilizando menos energía y recursos diferentes. ¡Entre su catálogo de materiales hay muestras como la espuma de aluminio, vidrio conductor, hormigón translúcido, tintas conductoras, y hay incluso una categoría para materiales de impresión de objetos en 3D a base de fotopolímero-acrílico!

Si es realmente cierto que ya hemos pasado el punto álgido del petróleo y el costo de los materiales plásticos que entran en nuestros bienes de consumo se elevará súbitamente en las próximas dos décadas, podemos ver la impresión en 3D de alta velocidad combinada con fotopolímeros de tipo plástico como la nueva manera de fabricación con costo en función de efectividad.

Mientras tanto, eche un vistazo al nuevo vídeo de Material ConneXion en el sitio web Economist, ¡y no se olvide de ver la mano humana impresa en 3D con varios materiales que hay ahí!

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