Estrategias de manufactura aditiva en múltiples locaciones

Cuando el fabricante por contrato de impresión 3D Cumberland Additive adquirió las operaciones de manufactura aditiva de metal de Stratasys Direct, el cambio duplicó el número de máquinas de manufactura aditiva (AM) de metal de la empresa y le proporcionó una instalación de producción adicional en su región natal de Austin, Texas.

Sin embargo, esta nueva instalación no se convirtió en la segunda, sino en la tercera instalación de Cumberland. Antes de la adquisición, Cumberland abrió una sede lejos de su base de Texas, en Neighborhood 91, un parque industrial de Pittsburgh (Pensilvania) que se enfoca en la manufactura aditiva.

Ahora, dos años después de la apertura de la instalación de Pittsburgh, Mark Straszheim, director regional de Cumberland que trabajó en la puesta en marcha de la planta, tiene varias observaciones sobre la mejor manera de aprovechar sus capacidades de AM en las distintas regiones del país.

Aunque el traslado digital del trabajo entre centros para la manufactura distribuida es una opción para la que la impresión 3D es muy adecuada, y una posibilidad que la empresa ha empleado con éxito en esta instalación, Straszheim afirma que la “transparencia digital” de los empleados ha aportado un valor aún mayor. De esta forma, el experto en mecanizado de este centro soporta puestos de trabajo en todo el país.

La apertura de una sede en Pittsburgh

Una de las razones para establecer un emplazamiento tan alejado de la sede de Cumberland en Pflugerville (Texas) fue el concepto de Neighborhood 91, uno de los parques industriales más inusuales del país. Convertirse en inquilino de este campus de Pensilvania supondría una proximidad directa con otras empresas de manufactura aditiva (Cumberland también disfruta de esta ventaja en su sede central. Su vecino es el proveedor de equipos EOS). Abrir un centro aquí también significaría establecer una ubicación geográficamente más cercana a los clientes del noreste. Las preguntas iniciales se centraron en cómo imaginar este centro hermano del norte.

Según Straszheim, “nos preguntábamos: ¿hacemos una fábrica enfocada? ¿O tenemos la producción en un sitio y la I+D en el otro?”.

La respuesta que encontró la empresa fue establecer una instalación como la de Pflugerville en cuanto a su función —es decir, tanto impresión 3D como posprocesamiento, tanto producción como creación de prototipos—, pero también con un sabor distinto para adaptarse a las posibilidades especiales de la ubicación de Pittsburgh.

Por ejemplo, de las dos máquinas de AM de metal por fusión de lecho de polvo instaladas en el nuevo emplazamiento, una de ellas, una SLM 500 de lo que ahora es Nikon SLM Solutions, se parece mucho a una máquina del mismo proveedor que utiliza el primer inquilino de Neighborhood 91, el fabricante de componentes de locomotoras Wabtec. La máquina de Cumberland tiene los mismos recorridos X-Y que el modelo SLM de Wabtec y solo difiere en Z.

Wabtec y Cumberland no son competidores. Por lo tanto, las ventajas de que dos vecinos tengan casi la misma máquina de aditivos han sido evidentes para ambos. Kyle Kubovcik, ingeniero de manufactura de Pittsburgh, afirma: “Cada uno de nosotros tiene un mejor acceso a las piezas de repuesto, y nuestros dos equipos constituyen un conjunto mayor de experiencia y conocimientos sobre esta máquina”. Cumberland también le ha servido a Wabtec al mecanizar algunas de sus piezas cuando el centro de mecanizado de esta última estaba sobrecargado.

La otra máquina de lecho de polvo de Cumberland en el barrio 91 es un sistema de fusión por haz de electrones (EBM) JAM-5200, de JEOL, una empresa relativamente nueva en el mercado de Estados Unidos. Cumberland es un socio que soporta la introducción de la empresa en Estados Unidos, y un ingeniero de aplicaciones de JEOL, Jonathan Buckley, trabaja aquí esencialmente como miembro adjunto del equipo de Cumberland. Este es otro uso valioso que la empresa ha encontrado para la ubicación de Neighborhood 91: gracias a su proximidad al Aeropuerto Internacional de Pittsburgh (el aeropuerto es uno de los arrendadores del emplazamiento), resulta un lugar ideal para albergar una relación como esta, que necesita permitir a los visitantes del emplazamiento ver demostraciones de máquinas.

Estas dos máquinas juntas representan una pequeña parte de la capacidad total de AM de Cumberland: la empresa tiene un total de 35 sistemas de fusión de lecho de polvo. Del mismo modo, un centro de mecanizado de cinco ejes de Haas Automation en la planta de Neighborhood 91 es solo una de las 25 máquinas-herramienta CNC de toda la organización. Sin embargo, la cuota de personal y talento en Pittsburgh es mucho mayor.

Kubovcik y seis personas más realizan trabajos similares de ingeniería de AM para la empresa. Gran parte de su tiempo se enfoca en trabajos realizados en Texas. Y para Victor Ross, programador de CNC de Pittsburgh, esto resulta aún más cierto: es uno de los tres programadores de CNC de la empresa. Escribe programas para el centro de mecanizado Neighborhood 91 y dirige esta máquina, mientras que dedica más de la mitad de su tiempo a trabajos de programación para máquinas CNC de Texas.

La transparencia digital en manufactura aditiva

Esto es lo que Straszheim entiende por transparencia digital, al menos en su versión. Simplemente no debería importar mucho, si es que importa, dónde se encuentra un empleado de ingeniería o programación. Esta transparencia de los empleados es un requisito necesario y tal vez infravalorado de un modelo de manufactura distribuida.

En la fabricación aditiva, los archivos de las piezas pueden enviarse digitalmente para su producción allí donde exista el tipo adecuado de impresora 3D y una infraestructura segura. Y en AM, la relación entre personal experto y número de máquinas es menor que en prácticamente cualquier proceso de producción. Si juntamos estos dos puntos, encontramos que el personal de AM ubicado en cualquier lugar (excepto el que atiende físicamente las máquinas) debe ser capaz de atender una producción que también tiene lugar en cualquier sitio. Y esto se aplica no solo a la impresión 3D, sino también al mecanizado CNC.

En la producción de piezas metálicas, el mecanizado forma parte de la AM, y por eso Ross dedica gran parte de su tiempo a programar para máquinas-herramienta en Texas.

Hacer esto no está exento de problemas, señala. “La dificultad de programar a distancia viene solo de no tener la pieza en la mano —dice—. La estrategia de sujeción o aproximación que estoy imaginando quizá no funcione”.

Por lo general, no pasa mucho tiempo antes de que una percepción errónea como esta se vea y se aborde. Aun así, habla de cómo se necesita una calidad diferente de programador para este papel, que posea cierta capacidad extra para imaginar espacialmente una forma abstracta.

El valor de este tipo de agudeza habla de un cambio más amplio que Straszheim ve. En su opinión, es evidente en todos los campos que aprovechan la libertad de la tecnología para hacer más con menos personal y más disperso. “El reto de la manufactura hoy —dice—, y el reto de las pequeñas empresas, es encontrar empleados capaces de prosperar utilizando una amplia gama de habilidades y talentos”.