Entrevista con Alex Moñino, Senior Vice President of Additive Manufacturing Solutions, HP
Alex Moñino lleva la dirección de la unidad de negocio de manufactura aditiva en HP, ha estado en diferentes roles de liderazgo en la empresa a lo largo de 28 años; fue fundador en el 2013 del negocio de impresión 3D utilizando tecnología propia, es un evangelista del tema y de ello nos habla en esta conversación exclusiva para 3DCadPortal.
Sobre la tecnología de HP en polímeros y metales
Tenemos dos tecnologías llamadas de procesamiento por zonas (área wide processing) nos dice Alex. Empezaré por tecnología HP Multi Jet Fusion que ha revolucionado la forma de producir piezas por impresión 3D en polímeros. Es una tecnología basada en inyección de aglutinantes o binders procesados por áreas en una cama de polvo de nylon. Utilizamos la tecnología de inyección o Inkjet para marcar dónde queremos que las piezas se fundan por rayos infrarrojos y luego usamos unas lámparas para fundir, poner el polímero a temperatura de fusión allá donde queramos que se funda y básicamente con pasadas utilizamos un polvo de plástico blanco de nuestros proveedores, por ejemplo, eVonik, y lo que hacemos es que construimos 3D la pieza capa por capa. Esta es la tecnología Multijet Fusion donde fundimos en la máquina y dijéramos las piezas salen ya hechas, salen ya fundidas, enseguida, haces una remoción de polvo excedente (depowdering) con un sandblasting para poder quitarle el polvo residual y la pieza queda lista para el uso. Es una tecnología donde la pieza se crea en la misma máquina.
En el caso de fabricación aditiva metálica usamos HP Binder Jetting o inyección de aglutinante, una tecnología muy similar a la recién mencionada, utilizamos polvo de metal estándar que suelen usarse en inyección de metal (Metal Injection Molding o MIM), lo cual es una ventaja porque no necesitamos ningún polvo de metal especial.
Es un proceso similar al HP Multi Jet Fusion con procesamientos por area, básicamente inyectamos material de un agente aglutinante en una cama de polvo metálico siguiendo el modelo CAD para crear la pieza capa por capa como expliqué, lo que obtenemos es una pieza que llamamos en estado verde. Hay que quitarle los excedentes de polvo, luego debe pasar a un proceso de sinterizado estándar, a un horno en específico donde se realiza la unión molecular de metales. Ahí se presenta un cierto encogimiento o (shrinkage) entre el 15 y el 25 por ciento. Con ello se completan las tres fases de este ciclo de fabricación aditiva metálica. Quienes realicen metal injection molding ya están familiarizados con este proceso.
Evolución del proceso de metales por fabricación aditiva
Ha evolucionado muchísimo. Las piezas que obtenemos en HP están listas para uso en producción. Es un proceso complejo, porque al final debes tener todos los comportamientos térmicos evaluados y considerados, como recién mencioné del encogimiento, por ejemplo. Se debe contemplar todo ello para poder modelarlos, avanzar y entonces diseñar la pieza. Eso es un poco parte de nuestro secreto o conocimiento, de cómo hemos ido aprendiendo para perfeccionar la tecnología y lo hemos conseguido y lo tenemos como propiedad intelectual tanto en la parte de polímeros y metales. Llevamos ya una década con esta tecnología desde el primer lanzamiento de HP Multi Jet Fusion.
Nosotros tenemos una cura que no llega al nivel de pieza CNC pero que está muy cerca. Con lo cual en principio nuestros clientes no tienen que hacer ningún otro procesado, salvo algún pulido. Las piezas por HP Binder Jetting salen del horno, listas para usarse.
Materiales
En polímeros tenemos poliamida 12, poliamida 11 y derivados de ellas con carga de vidrio (glass beads), con refuerzos, etc. Elastómeros o TPUs, que son materiales flexibles que permiten hacer cosas como zapatos para ciertas partes de prótesis, permiten hacer retículas o láttices, unas estructuras complejas que permiten cierta compresibilidad. También tenemos polímeros con propiedades de retardo al fuego o high retardant, (AEC compliant Automotive Electronics Council ) o para tema de electrostática que se usan en electrónica, los tenemos en diferentes colores y para múltiples aplicaciones.
En metales tenemos el acero inoxidable, cobre útil para conductividad y refrigeración, y trabajamos con socios para tener otras aleaciones. Una de nuestras estrategias ha sido trabajar con centros tecnológicos y ahora tenemos varios, y son ellos quienes trabajan en desarrollar los materiales, nosotros los utilizamos como partners para que ellos desarrollen esto en nuestro nombre.
¿Se requiere una instalación especial para los equipos de HP 3D Printing?
Lo que se requiere básicamente es electricidad y ventilación, una atmósfera de humedad, no usamos gases o requerimos ambientes inertes, porque son máquinas que funden, si requiere una instalación eléctrica trifásica y suficiente amperaje en la instalación.
Proceso de adopción y de la creciente oferta de agencias de servicios
Mucho de nuestro negocio es venta de equipos de fabricación aditiva a agencias de servicios, mira el caso de General Motors. Ellos tienen unas cuantas máquinas nuestras en el área Detroit y usan estas máquinas para desarrollar su proceso, hacer series cortas, prototipajes, etc.
Una vez esto va a producción, ellos subcontratan la producción a su tier 1 o tier 2. Entonces son estos proveedores usan (o adquieren) nuestras máquinas para proveer a General Motors. Pero pasa en muchos casos hasta el punto de que más del 60% de nuestra base instalada de máquinas está en proveedores de servicios.
Entonces muchas veces nosotros cuando nos viene un cliente, por ejemplo, ahora drones es un área que está creciendo mucho y nos pregunta cómo puedo utilizar un dron para esta tecnología o cómo puedo utilizar un robot humanoide para esta tecnología? Nosotros trabajamos con ellos, les explicamos que tenemos un grupo de servicios profesionales para asesorarles y optimizar su diseño para esta tecnología 3D y entonces luego les recomendamos o trabajamos en paralelo con uno de los proveedores de servicios a los que recién me referí.
El caso de la empresa Ocado
Ocado es una compañía que se dedica a hacer warehouse automation para despacho de productos, con temas de logística para compras online. Imagínate un supermercado, cuando tú haces la compra online esto se dirige a un centro logístico muy grande, donde en un sitio tienen las patatas fritas, en el otro el tomate, en el otro la pasta, entonces hay un robot que va planeando por encima de una plataforma y tomando los productos de la compra según la configuración del pedido, estos robots tienen diseño y están hechos en parte por fabricación aditiva, esta firma OCADO han bajado el peso del robot a la mitad ya que la tecnología permite hacerlo. Ocado es una compañía global, está basada central en UK, tiene su centro de diseño en Suecia y su manufactura la realiza de form global. Ellos tienen nuestra tecnología que produce las partes y hace el ensamble del robot utilizado.
Explicación del caso Ocado OSP en un warehouse de despacho de productos
Sustentabilidad
HP tiene una agenda de sostenibilidad muy importante, solo el proceso de ir de 3D a pasar a producción cumple con la sostenibilidad porque permite fabricar sin exceso de inventario, fabricar cerca dónde está la demanda, de tal manera que minimizas las emisiones de gases de carbono moviendo cosas para arriba, para abajo en el mundo y sobre todo produces dónde está la demanda y cuándo la necesitas, con lo cual te permite un manejo de stocks y una minimización de desperdicio.
Nosotros hemos movido toda la producción de PA 12 a Castor Point (para producer poliamidas sustentables), con lo cual es un material sostenible y le damos mucha importancia y seguimos optimizando nuestro proceso de tal manera que optimice la utilización de electricidad con menos calor.
Nuestro hub de HP en Barcelona, que es donde tenemos el corporativo para impresión 3D, tenemos un montón de equipos para desarrollo, todos estos equipos funcionan con energía solar.
Esto sería uno de los ejemplos, en cada elemento de la cadena donde podemos, realmente le damos mucha importancia incluso con los proveedores de materiales.
¿Hay crecimiento en el mercado de fabricación aditiva de metales?
En el mercado de metales de Norteamérica y Europa la respuesta es sí, los metales impresos 3D están creciendo bastante, puedes echar un ojo a los últimos datos de Context, y verás que realmente tiene un crecimiento significativo. Son inversiones más grandes que requieren un capital mayor, entonces igual por eso, en regiones con acceso a capital es más fácil, dijéramos, es donde está creciendo más. Nosotros por ejemplo hemos tenido una estrategia muy focalizada, pero te comento que equipos para metales en México no tenemos ninguna instalación aún.
¿Qué argumentos usas para mostrar que la fabricación aditiva en metales es una alternativa adecuada?
Bueno, al final es como todo, es un retorno de inversión, es decir, te da mucha más flexibilidad para realizar producciones cortas. Es una ventaja no tener que hacer moldes para metales, tanto de casting como de metal injection molding. Te permite hacer geometrías mucho más complicadas, por ejemplo, tener canales de enfriamiento dentro del molde, canales confórmales de refrigeración, que no podrías hacerlos con otros métodos. Te permite iterar el diseño de la pieza sin tener que hacer moldes. Otros métodos no te permiten tener esta flexibilidad de cambios de diseño en el producto.
Por ejemplo, en Ocado ahora están haciendo un rediseño al robot , imprimen sus partes ahí mismo y no tienen que rediseñar su cadena de producción o logística.
Es una ventaja muy grande que en los costos no siempre se ven reflejado. Pero cuando tú miras todo el proceso de desarrollo, producción de producto, end to end, es donde ves realmente toda la ventaja.
Los pilares de HP en fabricación aditiva
Son tres cosas en lo que estamos focalizados , hemos hablado de sustentabilidad, que es muy importante, nuestros otros dos pilares, uno es el costo de operación para tener partes que sean económicamente viables con un retorno de inversión.
Normalmente para producciones largas sigue siendo caro imprimir 3D. Hay un punto de equilibrio, si la pieza lo permite, te puede convenir hacer moldes, pero, cada vez estamos bajando este punto de equilibrio, trabajamos en ello para ir de corridas cortas a más largas. Nosotros estamos focalizados en mejorar el costo de pieza. Y esto lo hacemos tanto con productividad, de tal manera que con el mismo capex de equipo puedas hacer más piezas al año, al mes o al día, minimizando el desperdicio de materiales y costo que tenemos en el proceso.
Nosotros reutilizamos el 80% del polvo. Entonces, todo esto es muy importante para realmente bajar el costo por pieza. Nuestra estimación es que, si bajáramos el costo por pieza a la mitad, nuestro mercado a donde podemos llegar se multiplicaría por 10. Esto es un poco nuestra visión, soluciones que sean cada vez más y más competitivas en costo por pieza.
El tercer pilar es la robustez del proceso como parte de esto, que también tiene costo por copia. Y esto es algo que hemos aprendido mucho, por ejemplo, en ocado tiene 10 o 15 sistemas nuestros a través de Jabil en México, tienes que asegurar que los resultados que tienes en una máquina sean los mismos que en las otras 14 máquinas, estén donde estén.
Entonces, esta robustez de proceso, este CPK, este “Overall Equipment Efficiency and Effectiveness” es muy importante y al final es lo que te permite mover estas tecnologías a nivel de producción. Esto ha sido un aprendizaje que hemos adoptado.
Nuestro modelo de equipo de fabricación aditiva HP Multi Jet Fusion 5600 a través de inteligencia artificial, establece las calibraciones de la máquina y las adapta a la pieza, de tal manera que puede producir piezas independientemente de la calibración de la máquina. Es muy efectivo cuando tienes un set de máquinas local o en diferentes localizaciones.
Estos son los comentarios de Alex quién coloca al proceso MJF por arriba del SLS por su capacidad de crear piezas listas para produccón y una oferta de materiales que constantemente se actualiza. Moñino tiene base en sus oficinas de Barcelona, España y viaja por las principales ferias de manufactura aditiva en el mundo.
Por: Staff de 3DCadPortal
