La Inteligencia Artificial y el Aprendizaje Automatizado (AA) llevan la impresión aditiva al siguiente nivel.

Todos estamos familiarizados con las fotos de las líneas de producción de Ford en la década de 1920. ¿Las reconoceríamos hoy en día? Como parte de la tendencia más amplia de la Industria 4.0, los sistemas en muchas fábricas se han modernizado considerablemente en los últimos años. Esta digitalización del sector manufacturero tiene como objetivo aplicar tecnologías emergentes, como la computación en la nube, la automatización inteligente, los dispositivos del Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés), los inventarios digitales y el análisis de datos, para utilizar los datos y ayudar a los ingenieros a tomar mejores decisiones, mejorar los procesos de la fábrica y, en última instancia, requerir menos supervisión humana.

En el centro de la transición hacia lo digital se encuentra la fabricación aditiva, que permite aplicar directamente el conjunto central de tecnologías de la Industria 4.0 al proceso de fabricación en sí. Las impresoras 3D han recorrido un largo camino desde sus humildes comienzos como máquinas de prototipos y fábricas de trucos para objetos novedosos. Han evolucionado no solo en máquinas que fabrican piezas de alto rendimiento para fábricas y aviones, sino también en centros de recopilación de datos que reúnen cantidades masivas de información sobre cómo se construyen diferentes piezas durante el proceso de fabricación.

Similar a cómo los vehículos autónomos recopilan y aplican datos para mejorar continuamente la capacidad del automóvil para conducir, las impresoras 3D pueden utilizar los datos recopilados para la automatización impulsada por la IA. Durante cada trabajo de impresión, las impresoras 3D generan grandes cantidades de datos que se envían y almacenan en la nube. Los datos luego pueden alimentar algoritmos a los cuales los usuarios pueden acceder. Entre otras cosas, estos datos pueden ayudar a las empresas a tomar decisiones sobre qué piezas imprimir y cómo hacerlo mejor, al tiempo que mejoran la calidad de los trabajos de impresión.

La IA en la impresión aditiva

Con el estado actual de la tecnología manufacturera, la IA puede abordar un problema de hardware y ofrecer una solución de software. El AA puede optimizar el hardware, mejorando automáticamente las impresoras 3D a través de actualizaciones de software para aumentar la velocidad de impresión y mejorar la resolución. La IA puede ayudar a las empresas a determinar qué piezas tendrán el mayor impacto en sus resultados finales cuando se producen internamente mediante la fabricación aditiva. También puede conectarse a catálogos digitales de piezas existentes y detectar qué piezas específicas son las mejores candidatas para imprimirse a través de varias técnicas de fabricación aditiva.

Con la conectividad al software en la nube, las impresoras 3D pueden utilizar el AA para generar automáticamente dispositivos de sujeción o accesorios para sostener las piezas que imprimen. Los fabricantes con experiencia en fabricación aditiva están aplicando optimizaciones basadas en IA durante la etapa de diseño de nuevas piezas, simulando cómo el diseño digital de una pieza, una vez impresa, se desempeñará bajo cargas específicas. La IA también se emplea en la fabricación aditiva para detectar fallas en la impresión (deteniendo las impresiones de manera proactiva cuando sea necesario) y para inspeccionar las piezas mientras se imprimen para garantizar la calidad y la conformidad.

Un bucle cerrado

El mismo hardware en el campo está constantemente aprendiendo, mejorando y volviéndose más inteligente con cada actualización. A medida que los proveedores avanzan en la calidad de la información recopilada durante la fabricación y desarrollan formas de recopilar datos sobre cómo cada pieza impresa en 3D cumple su función en el campo, la tecnología manufacturera se acerca a un proceso de impresión totalmente automatizado en un “bucle cerrado”: uno que simplemente puede presentarse con un problema de fabricación del mundo real para resolver y luego diseñar y construir la pieza utilizando la tecnología de fabricación digital específica que tenga más sentido, dadas las restricciones de tiempo, costo y rendimiento definidas.

Esta automatización inteligente y en bucle cerrado de la fabricación puede aumentar sustancialmente los resultados y las velocidades de producción. Y aunque la fabricación aditiva intrínsecamente agiliza el proceso de construcción de piezas, cada aplicación hábil de los datos recopilados por las impresoras puede agilizar puntos distintos dentro del proceso de fabricación aditiva. Los ingenieros pueden alejarse de las tareas manuales que ahora están automatizadas, como la inspección de calidad y el diseño de dispositivos o accesorios para piezas, y centrarse en innovar y resolver problemas más interesantes. Los mecánicos pueden enfocarse en fabricar las piezas que contribuyen al mayor valor comercial o que solo pueden ser fabricadas mediante mecanizado.

Cambiando las cadenas de suministro

¿Cuál es la mayor área en la que estas impresoras 3D basadas en datos pueden tener un impacto? Las cadenas de suministro globales de los fabricantes, donde la incapacidad para abordar rápidamente las interrupciones continuas de manera ágil a menudo crea barreras para el éxito. La complejidad y la dificultad general para adquirir piezas y materiales resultan en innumerables retrasos, escaseces y precios altos. Es un problema evitable con cierta acción proactiva, y el mundo se está dando cuenta de esto. Con la introducción de iniciativas federales como el programa de Fabricación Aditiva Avanzada del gobierno de los Estados Unidos, las cadenas de suministro globales están recurriendo cada vez más a la impresión 3D para obtener tiempos de entrega rápidos que se pueden entregar convenientemente en los puntos de necesidad. Sin embargo, el valor de la cadena de suministro de impresoras 3D más inteligentes todavía se subestima relativamente. Las impresoras 3D más inteligentes son más precisas y a prueba de fallas, incorporando sus aprendizajes en bucle cerrado para agregar otra capa de seguro contra retrasos y fallas, mejorando la toma de decisiones humanas en las etapas críticas de resolución de problemas y automatizando completamente muchos procesos manuales. A medida que la presencia de la IA en la impresión 3D sigue evolucionando, los flujos de trabajo encontrados en fábricas se asemejan cada vez más a la visión de la industria de una fabricación completamente automatizada. Dado el ritmo de adopción de la IA en otras industrias, ha llevado demasiado tiempo llevar una IA efectiva a la fabricación, gracias a una falsa dicotomía entre la innovación y la reducción de riesgos.