¿Por qué combinar la inteligencia artificial y la impresión 3D?

Hoy en día, vemos cada vez más palabras de moda y conceptos como «Inteligencia Artificial» (IA), «Blockchain» o «Industria 4.0». Por sí mismas, estas tecnologías tienen un gran impacto en la economía actual y los sistemas de producción existentes. Pero, ¿qué pasa con el hecho de que estas nuevas tecnologías, a menudo descritas como disruptivas, se puedan combinar? ¿Existen entonces posibilidades nuevas e inimaginables? Lo que nos interesa, por supuesto, es la combinación de estas tecnologías con la fabricación aditiva: nos centraremos más específicamente en la relación de la inteligencia artificial y la impresión 3D. El objetivo es comprender qué posibilidades existen cuando combinamos las dos tecnologías, qué beneficios se pueden obtener de ellas, pero también los límites que pueden alcanzar.

Inteligencia artificial, robótica, impresión 3D, tantas tecnologías nuevas que abren puertas

En primer lugar, veamos el término inteligencia artificial. El Dr. Thomas Wilde, experto en IA desde hace algunos años, nos dio una definición: «La IA como disciplina inicialmente incluye todos los procesos que ayudan a las máquinas a percibir, pensar y actuar como humanos. Como resultado, estamos trabajando con una amplia gama de procesos lingüísticos, procesamiento de imágenes, pero también procesos en las áreas de habilidades motoras y robótica». En nuestra vida diaria, lo encontramos a menudo, principalmente en los medios de comunicación y la electrónica: tu smartphone, por ejemplo, puede reconocer tu rostro o tiene un asistente de voz, tales como Alexa de Amazon, Siri en Apple, Google Now, etc.

La inteligencia artificial a menudo está vinculada a términos como aprendizaje automático, red neuronal, automatización o incluso visión artificial. La idea aquí es que una máquina puede resolver un problema por sí sola, sin intervención humana, a partir de datos y experiencias pasadas. Esto es particularmente interesante cuando se combina con tecnologías de impresión 3D, ya que podría aumentar el rendimiento de una impresora 3D al reducir el riesgo de error y facilitar la producción automatizada. Estamos viendo más y más nuevas empresas y proyectos de investigación que integran IA en un producto o servicio de impresión 3D.

Muchos dispositivos electrónicos ahora integran IA

Los ejemplos van desde la automatización de todo el flujo de trabajo de impresión 3D hasta la predicción de la calidad y el desarrollo de nuevos materiales. Hemos hablado con algunos expertos que han desarrollado sistemas en estas áreas, te los presentamos brevemente a continuación.
Automatización del flujo de trabajo de impresión 3D.

Una primera aplicación es, por ejemplo, la automatización del flujo de trabajo en la impresión 3D. Esto incluye varias etapas, desde la creación del modelo como un archivo CAD, hasta su impresión final y su preparación para la impresión en software de laminado. AMFG (de Autonomous Manufacturing), una empresa con sede en Londres, ofrece una solución para esto. «Con nuestra solución de software diseñada para el flujo de trabajo en la impresión 3D, permitimos la automatización de pasos importantes, como la gestión de la producción», dijo Keyvan Karimi, CEO de AMFG. La inteligencia artificial se utiliza en AMFG para automatizar ciertas tareas manuales, como la recopilación de datos, el seguimiento de costos y la planificación de la construcción. El software se puede utilizar para optimizar la capacidad de producción mejorando el uso de la máquina y programando órdenes de producción en función de la disponibilidad, todo hecho automáticamente gracias a la inteligencia artificial. La selección de materiales también se puede automatizar con IA: de acuerdo con los requisitos de la pieza a imprimir, el software hace recomendaciones sobre el material que se utilizará para obtener el mejor resultado.

Sin embargo, Kevan Karimi agrega: «Todavía estamos lejos de usar inteligencia artificial para controlar todo el proceso de fabricación aditiva». Ahora podemos automatizar ciertos pasos, pero aún necesitaremos la intervención humana para algunas tareas individuales, como el posprocesamiento, que sigue consumiendo mucho tiempo; por eso también es importante minimizarlo trabajando de manera eficiente en el archivo 3D.

La combinación de inteligencia artificial e impresión 3D también puede ampliar la gama de materiales compatibles y, por lo tanto, cumplir con los requisitos de sectores industriales como el aeroespacial, que a menudo requieren materiales que soporten altas temperaturas. El proyecto «futureAM» lanzado por el Instituto Fraunhofer IWS en 2017 es un ejemplo perfecto. El Profesor Ing. Frank Brückner, responsable del área comercial ‘Generar e imprimir’ en Fraunhofer IWS y AMCD (Additive Manufacturing Center Dresden), explica: «Los motores de los aviones podrían operar a temperaturas más altas y más eficientemente si la mayoría de los materiales no fallarán a partir de los 1200 grados».

¿Qué función tiene la IA aquí? El profesor nos dijo: “El procesamiento de nuevos materiales de alto rendimiento es muy complejo y requiere un ajuste fino de todos los parámetros del proceso. Es por eso que monitoreamos el proceso de impresión 3D con una variedad de sensores diferentes. Usando IA, posteriormente evaluamos este flujo de datos e identificamos relaciones ocultas que no son reconocibles por los seres humanos.» Aquí es precisamente donde radica la ventaja de la inteligencia artificial y la impresión 3D: puede procesar volúmenes muy grandes de datos rápidamente, un trabajo demasiado tedioso para los humanos. Gracias a este trabajo, los investigadores pueden procesar aleaciones complejas y mantener las propiedades de los materiales.

Palas de turbina impresas en 3D (créditos de las fotos: Fraunhofer IWS)

Optimización del proceso de impresión 3D

La IA también puede ayudar a mejorar el proceso de impresión 3D. Por ejemplo, la capacidad de impresión de un objeto puede analizarse antes de comenzar cualquier proceso. También puede predecir la calidad de una pieza y controlar el proceso para evitar errores de impresión y ahorrar tiempo.

Esto es exactamente lo que la startup Printsyst está intentando hacer con su motor de IA, especialmente en la industria aeronáutica. El objetivo del algoritmo de IA patentado de la compañía es identificar la funcionalidad de las piezas y mejorar la tasa de éxito de la impresión. Esta solución se basa en la experiencia obtenida de proyectos anteriores que integraron con éxito la fabricación aditiva. Su desarrolla coge, por ejemplo, parámetros de impresión que han funcionado bien, puede estimar con precisión los costos de los componentes, los plazos de fabricación y entrega, etc. Sobre todo, esto aumenta la productividad y reduce el riesgo de errores que pueden ser muy costosos, especialmente en el sector aeroespacial.

Eitan Yona, cofundador de Printsyst, ilustra su punto: “Estamos reduciendo el proceso promedio para preparar las piezas para la impresión 3D de 30 minutos a 5 segundos para cada trabajo individual. Al reducir este tiempo, aumentamos el uso de la impresora y al eliminar errores, reducimos las iteraciones». El uso de la IA reduce la complejidad de un proceso tradicionalmente manual y brinda mejores resultados.

La optimización también implica un análisis de la capacidad de impresión, también llamado evaluación de piezas antes de imprimir. Por lo general, AMFG ha incluido una característica en su paquete de software que garantiza que una pieza de trabajo sea realmente adecuada para la impresión 3D, ya sea en términos de estabilidad, forma o resistencia. Esto es particularmente importante para las empresas que desean trabajar eficazmente con fabricación aditiva. Keyvan Karimi resume: «Queremos utilizar la IA para mejorar nuestro software, y que los departamentos de impresión 3D puedan controlar de manera efectiva sus procesos de producción y garantizar la precisión y calidad de las piezas que producen. Esto se vuelve cada vez más importante a medida que la industria continúa cambiando a la producción de piezas terminadas. «

Si hay muchos ejemplos y las ventajas son diversas, preguntémonos los riesgos relacionados con la combinación de inteligencia artificial e impresión 3D: ¿debemos temer los peligros relacionados con ellos?
¿Son la IA y la impresión 3D una amenaza?

Cualquier nueva tecnología trae consigo límites y retos, y puede presentar una cierta cantidad de riesgos. La IA y la impresión 3D no son una excepción: solo en el mercado de la fabricación aditiva, podemos hablar de armas impresas en 3D. Y cuando se trata de inteligencia artificial, a menudo escuchamos que las máquinas podrían superar a los seres humanos. Sin embargo, las tecnologías 3D facilitan la reproducción de muchos objetos en la actualidad. Si integramos inteligencia artificial en estos, nuestra privacidad y seguridad podrían verse seriamente comprometidas en el futuro. Podemos tomar el ejemplo del perro Astro que fue diseñado con impresión 3D y que tiene un cerebro basado en IA: sus decisiones se basan en influencias ambientales. ¿Qué pasará si estas elecciones van más allá de la imaginación humana? ¿Qué pasa si perdemos el control de tal robot? ¿Deberíamos temer los peligros de ambas tecnologías?

Eiton Yona de Printsyst agrega a esto que la inteligencia artificial simplifica el uso de la fabricación aditiva para que la comprensión tecnológica ya no sea necesaria. Él menciona: «Puedes imprimir un arma en un lado y huesos humanos en el otro».

No veas el vaso medio vacío: ¡la inteligencia artificial y la impresión 3D tienen un futuro brillante por delante! Keyvan Karimi de AMFG confirma esto: «Creemos que la IA, el aprendizaje automático y otras tecnologías en la Industria 4.0 realmente tienen el potencial de mejorar en el proceso de fabricación y permitirá que los ingenieros y operadores pasen menos tiempo en tareas manuales repetitivas y dediquen más tiempo a procesos de valor agregado. De hecho, solo estamos rascando la superficie de lo que es posible con estas tecnologías».
Inteligencia artificial e impresión 3D: ¿la combinación del futuro?

Confiamos en que ambas tecnologías desempeñarán un papel importante en los próximos años, especialmente en aplicaciones industriales. Según Eints Yona de Printsyst, la inteligencia artificial y la impresión 3D están más conectadas de lo que pensamos: «Hoy en día, la fabricación aditiva requiere un alto grado de conocimiento especializado para la producción de piezas. AI adoptará reglas importantes en el flujo de trabajo de impresión 3D. Algoritmos más rápidos e inteligentes reducirán el proceso manual realizado por humanos. La IA permitirá el acceso a grandes datos para gestionar mejor las tecnologías 3D. «

Por el momento, esta combinación está aún en pañales y ya sentimos un potencial importante: los pocos ejemplos citados muestran cómo la IA y la impresión 3D estimulan la innovación, hacen que la producción sea más eficiente para las empresas que las utilizan y son ventaja competitiva. Todavía no sabemos hasta dónde llegará esta revolución, pero una cosa es segura: es prometedora.

Fuente: 3D natives [06/01/2020]

SHINING 3D amplía su gama de impresoras 3D industriales con la EP-M250 Pro

Durante Formnext 2019, una gran cantidad de fabricantes presentaron sus soluciones de impresión 3D de metal, confirmando el lugar de la tecnología en este sector y reforzando su importancia. El informe publicado por SmarTech Analysis predice que durante la próxima década, los componentes basados ​​en metal 3D generarán $ 228 mil millones, lo que representa un auge en la producción de piezas terminadas y un cambio significativo más allá del prototipado rápido.


Dada esta tendencia creciente, SHINING 3D, un fabricante de soluciones de escaneo 3D en todo el mundo, ha lanzado una nueva máquina de metal, la EP-M250 Pro. Fue presentada por primera vez en la feria de fabricación aditiva más grande del mundo, Formnext. La EP-M250 Pro es una impresora 3D de láser dual que utiliza la tecnología Advanced Metal Powder Bed Fusion (MPBF) para crear piezas de tamaño mediano y pequeño.

La impresora 3D EP-M250 Pro de SHINING3D

La EP-M250 Pro amplía posibles aplicaciones industriales


El volumen de impresión de esta nueva máquina es de 262 x 262 x 350 mm, diseñada para la producción de piezas metálicas de tamaño mediano. La EP-M250 Pro complementa la oferta de la gama profesional del fabricante, que incluye el sistema EP-M150 más pequeño y la exclusiva solución láser EP-M250. Las mejoras en la nueva máquina incluyen: operación continua durante el cambio de filtro, gestión innovadora del flujo de gas y un sistema de filtro optimizado para garantizar un entorno de impresión estable y un control de calidad preciso del rayo láser. Además, la máquina proporciona monitoreo en tiempo real del entorno de producción y el proceso de construcción para garantizar que los usuarios controlen los pasos de fabricación tanto como sea posible.


A medida que la industria continúa creciendo a un ritmo rápido, SHINING 3D se enfoca en la adaptabilidad de sus productos para satisfacer las demandas de una amplia gama de aplicaciones. Sectores como el aeroespacial, automotriz y médico buscan piezas impresas en 3D con propiedades como ligereza, complejidad geométrica y resistencia a ambientes extremos. La compañía quiere continuar haciendo que las soluciones 3D profesionales sean accesibles para todos los tipos de clientes y para todos los rangos de aplicaciones; El lanzamiento de esta nueva impresora 3D de metal es prueba de ello.


Por supuesto, 3Dnatives quería ver la solución en la vida real, y Formnext era la oportunidad perfecta para visitar el stand de SHINING 3D. Enis Iost, ingeniero de aplicaciones en la fabricación aditiva industrial, nos comentó en su stand: «Puedes usar diferentes tipos de materiales en la EP-M250 Pro. La máquina es de código abierto, lo que significa que si deseas utilizar un material metálico, encontraremos el parámetro adecuado para usarlo. La EP-M250 Pro ahora es compatible con titanio, aluminio, cobre, níquel, acero martensítico, acero inoxidable, cromo cobalto y muchos otros materiales. Cuando estuvimos en el stand de SHINING 3D, el equipo de ingeniería imprimía en 3D una cámara de combustión de turbina de aluminio, como puedes ver en el siguiente vídeo:

Fuente: 3D natives, el sitio web de la impresión 3D [05/12/2019]

España tiene que apostar por la Industria 4.0 para crecer

El futuro demanda aviones más ligeros, más rápidos y más eficientes; y la industria aeroespacial solo podrá alcanzar este objetivo si apuesta por soluciones integrales de digitalización.

La industria española cuenta con una posición relevante dentro del mercado aeronáutico mundial, con una facturación del sector 11.838 millones de euros en 2018, un 5,9 por ciento más que en 2017.

Pero mantener esta posición de liderazgo mundial requerirá a la industria abordar diferentes retos. El tiempo de comercialización debe acortarse y por tanto la industria debe acelerar también sus tiempos de producción para llegar a los objetivos sin perder competitividad. Esta fue una de las principales conclusiones de la jornada “Sector Aeronáutica e Industria 4.0”, organizada por Siemens, Fly News Magazine y Periódico Aire en la FIDAMC (Fundación para la Investigación, Desarrollo y Aplicación de Materiales Compuestos), en la que se puso el foco en las principales claves de la industria 4.0 en cómo esta puede mejorar la competitividad en los procesos de fabricación y tiempos de entrega de producto.

La jornada abrió con la intervención de Esther Apesteguía, editora de Fly News Magazine, que como maestra de ceremonias dio paso a Félix Domínguez, responsable del grupo de Automatización y Robótica de FIDAMC, encargado de dar la bienvenida a los más de medio centenar de profesionales que acudieron al evento.

Seguidamente, tomó la palabra Pascual Dedios-Pleite, presidente Siemens Industry Software y director de la Factoría Digital Siemens España, que analizó el proceso de transformación digital en el que está España y dio a conocer algunos casos de éxito. Durante su intervención, el directivo explicó la necesidad de que el mundo virtual y el mundo real trabajen juntos, compartiendo datos y ADN: “El Gemelo Digital son dos hermanos que se hablan y trabajan entre sí para crear y mejorar productos o servicios. Se crea digitalmente y se aplica en la realidad. Esa es la base de la Industria 4.0”.

En cuanto al terreno aeronáutico, el directivo opinó que “los procesos son demasiado lentos, y no se sabe cuánto tiempo van a poder sostenerse siendo así. Los asiáticos vienen pisándonos los pies, con tiempos de producción más cortos y menores costes ¿Por qué no aplicar estas tecnologías a los procesos aeronáuticos?” reflexionaba Dedios-Pleite. “La aeronáutica debe apostar por las nuevas tendencias como el gemelo digital, IoT, inteligencia artificial, edge computing y ciberseguridad” concluyó el directivo de Siemens.

La jornada siguió con una mesa redonda de altura protagonizada por relevantes profesionales del sector Industria: Alfredo López Diez, director de Ingeniería Avanzada de ITP Aero; Eugenio Fontán, director general de Relaciones con el Estado y la Unión Europea de la Comunidad de Madrid; Félix Domínguez, responsable del grupo de Automatización y Robótica de FIDAMC; Javier Fernández de Retana, director de Relaciones Institucionales de Aernnova; Jesús López Medina, VP Airbus y director de la planta de Airbus Getafe; Jesús García Centeno, director de Operaciones de Héroux Devtek España; José Manuel González Sesma, director Técnico Corporativo y de Innovación de MTorres y Pascual Dedios-Pleite, presidente de Siemens Industry.

“No nos podemos estancar, la apuesta por esta industria tiene que suponer un salto cualitativo y cuantitativo que nos permita seguir siendo competitivos” señaló Jesús García Centeno, de Héroux Devtek España. Al igual que Félix Domínguez, de FIDAMC, que añadió que “tenemos retos por delante que nos pueden hacer perder esa competitividad de la que goza España, y contar con la digitalización puede ayudarnos a estar a la altura y no quedarnos atrás”.

Participantes en la jornada sobre sector aeronáutico e industria 4.0

En cuanto a las claves para iniciar un proceso de transformación digital, todos los ponentes coincidieron en que debe ser la propia empresa la que señale su hoja de ruta según sus necesidades y debe de involucrar en este cambio toda la plantilla. “Todos en la empresa deben entender que es una necesidad y adquirirlo en su ADN, porque todo va a cambiar. Pero se debe priorizar, porque es un proceso costoso y no se puede ir a por todo a la vez” señaló Fernández de la Retana, de Aernnova. En el mismo lugar se posicionó Alfredo López, que explicó que en ITP Aero están comenzando a trabajar con estas nuevas tecnologías y destacó que “es importante ir poco a poco, introducir 2 o 3 tecnologías, y en eso ser excelentes”.

Todas las empresas invitadas a la jornada también han comenzado a introducir soluciones 4.0 en sus factorías, así lo explicaba José Manuel González: “La sensorización introducida en nuestras máquinas ha generado para MTorres un nuevo modelo de negocio en el que ofrecemos a nuestros clientes los servicios de optimización del OEE de esa máquina y en toda la vida útil de la misma”. Al igual que Airbus, que está trabajando en “conseguir líneas flexibles en la fabricación de componentes del avión de manera que la producción se pueda adaptar de forma automática a la demanda cambiante del cliente. Esto es, poder fabricar en una misma línea componentes de diferentes tipos de avión” explicó Jesús López Medina.

Todos los invitados coincidieron en que la evolución hacia la industria 4.0 no es solo responsabilidad de las ‘grandes’, sino que proveedores Tier1, Tier2 y Pymes también deben tener acceso a estos recursos para trabajar todos al mismo ritmo.

En este sentido, los ponentes destacaron que es de “vital importancia” que la Administración (regional y estatal) se involucre en el proceso de transformación digital de las empresas industriales y, que vayan de la mano en esta nueva ‘revolución industrial’. No solo con la financiación de proyectos, sino en el marco legislativo, regulador y facilitando que Pymes puedan llegar a beneficiarse y acceder a esta tecnología.

Eugenio Fontán, director general de Relaciones con el Estado y la Unión Europea de la Comunidad de Madrid expresó la buena voluntad de la Administración pero habló de “dificultades” y “desconocimiento” de los equipos de gobierno para legislar según las necesidades del sector. Fontán propuso a los representantes de la industria presentes a “establecer un diálogo” con la Administración para que puedan conocer las necesidades y demandas del sector y poder apoyarles en este sentido. Fontán insistió en que “deben ser las empresas y el propio sector los que marquen las líneas básicas de actuación que la administración pública debe desarrollar para impulsar el sector aeronáutico en particular y de la industria en general como motor social del empleo y la competitividad del estado”.

La jornada la cerró Galo Gutiérrez, director general de Industria y de la Pequeña y Mediana Empresa, con una presentación sobre el estado de la industria en España, la digitalización como factor de competitividad; y los programas de la Secretaría General de Industria y de la PyME. Durante su intervención subrayó tres objetivos principales de la política industrial del estado: “La reindustrialización, la transformación digital del tejido industrial y la transición ecológica y sostenibilidad”; y aseguró haber “tomado notas” de las necesidades del sector planteadas durante la jornada para empezar a trabajar en ello.

Jornada sobre la Industria 4.0 en la industria aeronáutica

Fuente: Fly News [10/10/2019]