Robert Yancey de Autodesk sobre fabricación aditiva, diseño generativo e Industria 4.0

Desde el diseño a la gestión de flujo de trabajo, el software juega un papel cada vez más crítico en la fabricación aditiva. Autodesk, uno de los actores líderes en el panorama del software, es una corporación de mil millones de dólares que desarrolla software para una amplia gama de industrias, incluyendo manufactura y construcción.
 
Tuvimos la fortuna de poder hablar con Robert Yancey, Director de Estrategia de Negocio e Industria de Manufactura y Producción en Autodesk. Con más de 25 años de experiencia en fabricación aditiva, Yancey es ahora responsable de supervisar la estrategia de negocio e industria para las soluciones de manufactura de Autodesk, incluyendo tecnologías sustractivas e híbridas, además de fabricación aditiva.
 
Hoy, discutimos las formas en que Autodesk está ayudando a acelerar la adopción de la fabricación aditiva, por qué el diseño generativo es tan importante y cómo la industria puede moverse del prototipado rápido a la producción.

 

Con la extensa trayectoria que ha tenido en fabricación aditiva, ¿cómo ha visto evolucionar la industria a lo largo de los años?

Una de las principales cosas que ha sucedido en los últimos años es la idea de que la fabricación aditiva puede moverse más allá del prototipado.
 
Hay aplicaciones en médica y dental donde esto ha sido el caso por algún tiempo. Pero fuera de la industria médica, lo que está empezando a ver es gente mirando la tecnología y dándose cuenta de que realmente pueden construir piezas o producir cantidades de bajo volumen donde no se puede hacer de otra manera.
 
Con costes reduciendo y velocidad mejorando, usar aditiva para producción es más una posibilidad ahora. Por supuesto, todavía hay muchos obstáculos y retos por superar para hacer eso realidad. Pero tratamos con muchas empresas que están mirando cómo pueden usar aditiva para aplicaciones de producción.
 

Profundicemos en las ofertas de producto de Autodesk, empezando con Netfabb. ¿Cómo está ayudando Autodesk Netfabb a avanzar el uso de la fabricación aditiva?

 

Netfabb es software de preparación de impresión. Con él, podemos trabajar con archivos STL y generar estructuras de soporte. Esa tecnología ha estado alrededor por algún tiempo, así que nos estamos enfocando en hacer los flujos de trabajo más eficientes.
 
Dicho esto, tenemos algunas capacidades adicionales dentro de Netfabb que proporcionan beneficios únicos. Por ejemplo, tenemos algunas tecnologías avanzadas de toolpathing. Las empresas que usan eso han visto mejoras de velocidad bastante significativas para su proceso.
 
Para aditiva metálica, también tenemos una capacidad de simulación que nos deja simular la tecnología de fusión de lecho de polvo. Esto significa que podemos buscar cosas como tensión residual, distorsión e interferencia de cuchilla recolectora. Puede hacer todo eso virtualmente antes de comprometerse realmente a la construcción.
 
Más recientemente, hemos estado aplicando esa tecnología a flujos de trabajo híbridos. Aquí, típicamente es un caso de metal depositado usando algo como un proceso de arco de hilo y luego desarrollando las capacidades de mecanizado para poder terminar la pieza después de esa deposición —y también haciendo simulación durante ese proceso de deposición de energía dirigida.
 

¿Qué tan extendida diría que está la fabricación híbrida actualmente?

La fabricación híbrida sigue siendo bastante nueva, aunque hay mucho interés en el mercado.
 
Actualmente, realmente solo hay un puñado de clientes utilizando plenamente la fabricación híbrida. Sin embargo, en ferias comerciales, estamos empezando a ver muchos más vendedores de máquinas híbridas para aplicaciones en industrias como oil and gas o para piezas más grandes que las tecnologías de fusión de lecho de polvo no pueden soportar.
 

El diseño generativo es una parte clara de la estrategia de Autodesk —¿cómo cumple Fusion360 la visión de Autodesk de diseño generativo?

 

Una cosa que distingue el diseño generativo de Autodesk de otros que ofrecen soluciones de diseño generativo es que no le damos una única solución optimizada. Le damos un rango de soluciones que cumplen sus requisitos, y luego las herramientas para permitirle navegar fácilmente esas soluciones.
 
Personalmente, creo que la industria, en general, ha estado posicionando el diseño generativo como una herramienta de aligerado. Es particularmente adecuado para la fabricación aditiva porque genera diseños que a menudo son difíciles de fabricar eficientemente de cualquier otra manera.
 
Pero en Autodesk, realmente estamos viendo el diseño generativo como una tecnología de exploración de diseño que le permite explorar tanto la función de ingeniería como el valor de negocio.
 
Hemos empezado a introducir técnicas de manufactura muy comunes como poder usar generativo para mecanizado de dos o tres ejes. Verá más de eso saliendo a lo largo del año. Así que el diseño generativo se vuelve aplicable a gente que está haciendo manufactura hoy usando métodos de manufactura tradicionales.
 
La otra cosa en la que estamos trabajando es poder incluir más trade-offs de negocio: por ejemplo, poder mirar los trade-offs de coste, calendario o material durante el proceso de diseño.
 
A medida que empecemos a incorporar negocio como fundición en el flujo de trabajo, entonces la gente podrá hacer simultáneamente trade-offs entre rendimiento de ingeniería y valor de negocio.

 

Una cosa de la que se habla a menudo es la necesidad de un nuevo enfoque de diseño para la fabricación aditiva. ¿Cuáles son sus pensamientos sobre esto?

 
Sí, eso definitivamente es una brecha mayor. Recientemente estuve en un consorcio organizado por MIT, donde un día entero fue dedicado al tema del diseño para aditiva.
 
Oímos de muchos de nuestros clientes que están trabajando con flujos de trabajo muy desconectados. Hacen el proceso de diseño en una herramienta CAD, luego traducen eso a un archivo STL e importan en un procesador de construcción, como Netfabb. Desde allí, se envía a la máquina y la máquina está recolectando datos sobre eso.
 
Así que termina con estos silos de datos que no están bien conectados.
 
Esa es realmente la visión e intención con Fusion 360: crear un único entorno que le permita ir de concepto a impresión, y poder tener todos los datos en el contexto correcto y en el formato correcto, presentados al individuo de la manera correcta.
 
Hay múltiples personas involucradas en el flujo de trabajo de fabricación aditiva, y todas necesitan diferentes datos y a menudo necesitan un formato diferente. La visión de Fusion360 es realmente traer todo eso junto con datos en el centro para poder crear este flujo de trabajo extremo a extremo.
 
También estamos interesados en trabajar con otros proveedores de tecnología dentro del ecosistema aditivo —como software de gestión de flujo de trabajo— para poder asociarnos con gente que está proveyendo otras tecnologías para que los usuarios puedan hacer su trabajo de manera conveniente y eficiente.
 

Hablando de alianzas y colaboraciones, Autodesk ha anunciado bastantes, con HP y GE Additive siendo algunas de las más recientes. ¿Cuál es el enfoque de Autodesk hacia las alianzas y cómo ve el papel de la colaboración más ampliamente dentro de la industria?

Bueno, el espacio aditivo sigue siendo una industria relativamente pequeña. Creo que la gente está reconociendo que para poder crecer, van a tener que colaborar con otros proveedores de tecnología dentro del espacio.
 
Eso es definitivamente lo que los clientes están pidiendo. Se están cansando de estos flujos de trabajo desconectados y datos que existen en silos en su operación y no pudiendo traerlo todo junto.
 
Empezamos diálogo con GE Additive y con HP en los últimos 18 meses. Expresaban una visión similar a la nuestra de que una de las cosas que ven limitando su habilidad para vender más máquinas y más materiales es este flujo de trabajo desconectado.
 
Querían trabajar con nosotros para poder establecer un flujo de trabajo más consistente para sus máquinas.
 
Dado que son dos de los nombres más grandes en la industria ahora, decidimos que serían buenos socios para trabajar para ayudar a resolver este problema. Pero nuestra intención es que podamos proporcionar una plataforma que permita a cualquier vendedor de máquina crear un flujo de trabajo con Fusion 360 y vendedores de tecnología externos.
 

¿Hay otras alianzas de las que pueda hablar?

Recientemente anunciamos una alianza con Farsoon y Arkema en TCT Asia.
 
Esa es interesante porque Arkema es el proveedor de material, Farsoon es el vendedor de máquina y nosotros somos el proveedor de software.
 
Así que no se trata solo del material, la máquina o el diseño; se trata realmente de los tres —el proceso, el material y el diseño. Los tres necesitan trabajar juntos para poder producir los mejores resultados para gente usando fabricación aditiva.
 

Antes, aludió al cambio en curso en fabricación aditiva de prototipado rápido a producción. ¿Cuáles son los factores clave necesarios para asegurar que esto suceda?

Eso depende somewhat de la industria.
 
Para industrias muy reguladas como médica y aeroespacial, siempre está la pregunta de cómo certifican piezas. El hecho de que tenga que certificar el diseño, materiales y proceso no es realmente tan diferente que cualquier otra tecnología de manufactura.
 
Sin embargo, con aditiva, los procesos son diferentes y los materiales pueden ser diferentes así que tiene que pasar por ese proceso para poder obtener certificación. Esa es una de las cosas que necesita pasar para entrar en producción.
 
Luego también está simplemente menos familiaridad con la tecnología en general. Las empresas ven la oportunidad para fabricación aditiva pero a menudo no tienen suficiente experiencia con la tecnología para realmente entender cómo moverse rápidamente a producción. Hay algunas empresas que se mueven bastante rápido y otras que apenas están entrando en eso.
 
Una de las cosas que encontramos es que muchos clientes vienen a nosotros y simplemente quieren formación general. Quieren ayuda entendiendo dónde están las oportunidades y obstáculos para la fabricación aditiva, para entender mejor el proceso y los materiales necesarios y cómo todos estos factores pueden alimentar el diseño para que puedan empezar a explorar cómo pueden usar esta tecnología para producción.
 
El coste también sigue siendo una barrera en muchos casos. Combine eso con la falta de conocimiento en términos de cómo usar y diseñar la tecnología y cómo hacer un business case para dónde la aditiva realmente tiene sentido para el negocio, y diría que todavía hay bastantes factores limitantes.
 

¿Ha impactado esta necesidad de más formación en el contenido de la conferencia de usuarios de Autodesk University?

Bueno, Autodesk University es nuestra conferencia de usuarios que hemos tenido por varios años y es realmente una conferencia user-driven. Tenemos a nuestros clientes realmente enseñando muchas clases y proveyendo mucho del contenido.
 
Hay un proceso para poder determinar qué sesiones se incluyen en la agenda general. Y sí, hemos visto un interés creciente en aditiva en Autodesk University. Si lo rastrea, verá que hay más clases y contenido aditivo en Autodesk University.
 
También estamos buscando asociarnos con consultores en el área y universidades. Recientemente estuve en MIT, con quienes nos hemos asociado, y han estado desarrollando mucho currículo educativo enfocado en el profesional trabajador, no en estudiantes universitarios.
 
Introdujeron su curso este año y han tenido una tremenda respuesta. Estamos trabajando con ellos para poder proporcionar ese tipo de contenido de formación y poder proporcionar tecnología de Autodesk para ayudar con el desarrollo del contenido de formación.
 
Realmente estamos mirando proveedores externos para poder hacer mucho de la formación y enfocarnos en desarrollar la mejor experiencia de software para nuestros clientes y para aquellos siendo formados.
 

Sobre el reto de hacer un business case para AM: ¿cómo puede una empresa nueva en la tecnología empezar a hacer una estrategia de adopción? ¿Cuáles son algunos de los factores que deberían considerarse?

Desde mi vista, muchas empresas cuando empiezan a involucrarse en aditiva, empiezan produciendo piezas que han sido diseñadas usando sus procesos tradicionales. Pueden imprimirlo y es genial tener una pieza impresa en 3D en su mano y poder mostrarla.
 
Pero donde se desmorona es al intentar encontrar el business case. Si una pieza fue diseñada para fundición o para mecanizado, a menudo esas tecnologías van a seguir siendo más coste-eficientes, especialmente en volúmenes moderados a mayores.
 
Parte de la educación que necesita pasar que se alinea con el business case es cómo podemos proporcionar valor a la pieza o el componente o el sistema donde la aditiva es realmente la única forma en que podemos proporcionar ese valor adicional.
 
Mire algunos de los famosos case studies que están fuera, como la boquilla de combustible LEAP de GE —y tuvimos un case study con HP con Penumbra. Esas son cosas donde realmente está diseñando una pieza para aditiva desde el principio. Con eso, hay realmente valor de rendimiento que está logrando.
 
Así que es realmente poder diseñar la pieza con una hoja en blanco. Obviamente, tiene que entender bien la tecnología para poder hacer eso y las herramientas de software necesitan poder soportar eso. Eso es mucho de en lo que estamos enfocados.
 

¿Está viendo oportunidades clave para AM en industrias o aplicaciones específicas?

Por supuesto, médica y aeroespacial son los dos mercados más grandes ahora. Pero si mira el mercado central de Autodesk, que es para diseño y manufactura, la oportunidad clave está en maquinaria industrial —pequeños y medianos talleres de máquinas e instalaciones de manufactura.
 
Lo interesante para nosotros es que estamos viendo realmente bastante interés de esa industria. Son mucho más conscientes de dónde pueden cobrar tasas más altas por piezas en esas industrias que las industrias aeroespacial o médica.
 
La impresión 3D para productos de consumo también está empezando a conseguir más y más atención.
 
Cuando se trata de flujos de trabajo híbridos, otra área donde vemos interés es usar tecnología aditiva para utillaje. Eso ha sido enorme. Utillajes y fijaciones han sido utilizados con la tecnología por mucho tiempo, y ha habido algunas aplicaciones limitadas para inserts de utillaje.
 
Pero estamos viendo bastante más interés en la idea de que puede prototipar y crear utillaje más rápido usando aditiva, así como hacer más iteraciones. Eventualmente pueden seguir yendo a un utillaje cortado tradicionalmente, pero hay mucho valor que la aditiva puede proporcionar a través del proceso.
 
Luego, hay aplicaciones donde solo necesita unos cientos o unos miles, donde el utillaje aditivo es una forma más coste-eficiente de poder entregar eso.
 

¿Qué pasa con la aditiva para la industria de la construcción? Es una que ha sido bastante lenta en términos de adopción de la tecnología y sin embargo parece haber bastante potencial.

Las aplicaciones para aditiva dentro de la industria de la construcción está definitivamente en el radar de Autodesk y una que estamos monitorizando de cerca. Estamos muy bien posicionados para hacerlo ya que la construcción es un mercado clave que abordamos.
 
Creo que todos hemos visto los videos de robots imprimiendo concreto, pero va más allá a poder crear nodos personalizados para nuevos diseños de edificios. La industria de la construcción está mirando a la industria manufacturera para guía en términos de cómo crear procesos de construcción más eficientes y poder aprovechar alguna de la tecnología que la industria manufacturera ha usado.
 
La tasa actual de adopción sigue siendo muy temprana. Pero diría que hay bastante interés en la industria y hay algunas empresas que han surgido con tecnologías de impresión 3D para construcción. Es un área que llamamos construcción industrializada, que es realmente hacer la construcción más como una fábrica de manufactura para que puedan conseguir las eficiencias de esa.
 
Al igual que vemos la aditiva como una de las herramientas en la caja de herramientas para manufactura, la aditiva será una de las tecnologías en la caja de herramientas para la industria de la construcción.
 

En términos del papel de AM dentro del ecosistema manufacturero más amplio, ¿la ve más como una herramienta complementaria a los métodos de manufactura tradicionales?

La aditiva no reemplazará la manufactura tradicional. Pero habrá un papel para ella a medida que la adopción continúe creciendo. Así que sí, puede complementar. Para ciertas aplicaciones, podría reemplazar la manufactura tradicional.
 
Pero vemos la aditiva como solo otra tecnología de manufactura que ahora está disponible para nuestros usuarios, que están intentando averiguar cómo ir de un diseño a manufactura y luego a mercado, mientras lo hacen de la forma más coste-eficiente y produciendo los mejores productos de calidad para sus clientes.
 

Industria 4.0 es un término que oímos bastante. ¿Cuál es la visión de Autodesk de la Industria 4.0?

Industria 4.0, gemelos digitales … oímos estos términos mucho.
 
Es uno interesante porque hemos tenido feedback de algunos de nuestros clientes diciendo que la Industria 4.0 es todo hype y que no les aplica realmente. Pero luego tenemos otros clientes que están realmente obteniendo buen valor de poder utilizar más inteligencia artificial, machine learning y analítica de datos en su flujo de trabajo general.
 
Nuestra visión es que para poder llegar realmente a la visión de Industria 4.0, un primer paso importante es conectar mejor el flujo de trabajo de diseño y manufactura.
 
Esa es realmente la promesa de Fusion 360. Tenemos un gran flujo de trabajo diseñado para una pieza mecanizada dentro de Fusion. Empezará a ver ese flujo de trabajo para aditiva emerger este año. Es realmente conectar los datos entre diseño y manufactura.
 
Obviamente hay conexiones a procesos downstream como control de calidad e inspección, cadena de suministro y logística y así sucesivamente. Pero si no conseguimos conectar los datos de diseño y manufactura, la visión de Industria 4.0 nunca se realizará. Así que ese es realmente donde estamos enfocando en este momento: conectar ese flujo de trabajo de diseño a manufactura.
 

Cuando se trata de realmente gestionar el lado de producción del flujo de trabajo de fabricación aditiva, ¿diría que hay actualmente una brecha en este proceso? ¿Podría explicar más sobre cómo ve que se hace esa conexión, especialmente con datos?

Es una brecha mayor que vemos a través de la industria manufacturera. Solo en un punto de datos, tenemos muchos clientes que usan nuestra tecnología de mecanizado para crear moldes de inyección. También hacemos la simulación de moldeo por inyección. Así que estamos muy bien conectados con el mercado de moldeo por inyección.
 
Estoy encuestando el número de nuestros clientes de mecanizado para decir qué porcentaje de los diseños reciben de sus clientes que están listos para cortar una herramienta. Su respuesta es siempre la misma. En la mayoría de casos, dicen que eso nunca ha pasado.
 
Lo que lo caracterizo es que cuando los diseñadores a menudo no están bien versados en todas las complejidades de su proceso de manufactura, no están diseñando con suficiente insight en el proceso de manufactura. Cuando terminan completado el diseño, lo tiran a la operación de manufactura.
 
El siguiente paso es lo que describo como «entonces comienza el baile» —el baile entre diseño y manufactura, la ida y vuelta, para poder conseguir algo que cumpla los requisitos de diseño y pueda ser manufacturado en el tiempo y el calendario requerido para el producto.
 
Mucho de lo que estamos intentando hacer es poder cerrar esa brecha. Queremos poder proporcionar a los diseñadores más insight sobre los efectos de sus decisiones de diseño en la operación de manufactura.
 
Necesita ir en la dirección opuesta también. Así que un ingeniero de manufactura podría mirar algunas oportunidades para ahorrar algo de tiempo o coste en la operación de manufactura que requeriría un cambio de diseño. No tienen visibilidad de vuelta al diseñador para saber si hacen ese cambio, si violará alguno de los requisitos de ingeniería de la pieza.
 
Realmente estamos intentando cerrar esa brecha y poder proporcionar insight a profesionales trabajadores a lo largo del proceso de desarrollo de producto para poder tener los datos que necesitan en el contexto que los necesitan para poder tomar mejores decisiones.
 

¿Hay tendencias dentro de la fabricación aditiva que le entusiasmen?

Es una industria fast-moving. Así que siempre hay nuevas empresas y tecnologías que se vuelven disponibles. Algunas de las tendencias que estoy viendo que me interesan particularmente son plásticos más reforzados. La tecnología de compuestos está abriéndose camino.
 
Hay un número de empresas ahí fuera que están desarrollando procesos interesantes para compuestos, que le dan piezas más rígidas, piezas más a medida y piezas que no podría fabricar de ninguna otra manera.
 
La tecnología híbrida es otra tendencia emergente que es bastante interesante. Ofrece la ventaja de poder usar procesos realmente tradicionales como procesos de soldadura y poder aplicarlos de una manera donde puede salir con componentes de alto valor a menor coste y con más flexibilidad de diseño.
 
Creo que continuaremos viendo costes bajando y velocidades mejorando para estos procesos. Creo que eso es lo que está impulsando a la gente a pensar en usar aditiva para aplicaciones de producción donde solo necesitan mil piezas para poder sacar un producto al mercado.
 

En el lado opuesto, si hubiera tres cosas que la industria necesita para acelerar ese proceso, ¿cuáles serían?

La primera es educación.
 
La segunda son los procesos de certificación. He mencionado aeroespacial y médica, industrias que tienen procesos de certificación específicos, pero todavía están luchando para hacer esto para aditiva.
 
La tercera, creo, es la capacidad de diseño para aditiva. Complicando las cosas más está el hecho de que los requisitos de diseño para diferentes industrias son diferentes. ¿Cómo enseña una clase general sobre diseño para aditiva con eso en mente?
 
También hay limitación de sistema en las herramientas. Si mira el traspaso entre una herramienta CAD y una herramienta de prep de impresión, el problema es que la herramienta CAD solo produce un archivo STL, y usted trabaja con eso. Si necesita modificar algunas cosas, tiene que volver a la herramienta CAD, re-generar el archivo STL, y luego trabajar en modificaciones. Eso no es un proceso muy eficiente.
 
En el lado opuesto, poder tener la habilidad de hacer cambios y ver rápidamente el impacto en el proceso de impresión, los materiales que usa, dentro del entorno CAD permite muchas más iteraciones y resulta en un proceso más eficiente.
 
También es parte de lo que estamos intentando lograr con diseño generativo. El diseño generativo define el problema de ingeniería y de negocio que quiere resolver, todas las variables que tiene y luego deja que la herramienta produzca cientos de opciones de diseño viables. Puede entonces ordenar rápidamente a través de esas y determinar cuáles son las más interesantes para hacer más análisis.
 

Finalmente, ¿qué aspecto tiene 2019 para Autodesk?

Va a empezar a ver flujos de trabajo aditivos aparecer en Fusion 360.
 
Continuaremos las alianzas que ya hemos establecido para crear flujos de trabajo muy fluidos y eficientes para clientes de esas máquinas.
 
También continuaremos al día de algunas de las nuevas tecnologías como compuestos o manufactura híbrida que están viniendo a la escena y entendiendo cuáles son los casos de uso y aplicaciones para esas tecnologías y dónde convergen con nuestra base de clientes.
 
En última instancia, estamos doblando la apuesta en nuestros esfuerzos para llevar la fabricación aditiva a las masas.
 
Para más información sobre las soluciones de Autodesk, visite: https://www.autodesk.com
 
Sobre Robert Yancey, PhD

En Autodesk, Dr. Yancey define la estrategia de negocio e industria para soluciones de producción de manufactura incluyendo mecanizado sustractivo, impresión/fabricación aditiva, híbridos y tecnología de compuestos. Es un líder reconocido en diseño generativo y manufactura, simulación avanzada, diseño estructural aeroespacial y compuestos avanzados. Posee grados de MIT, Virginia Tech y Universidad de Dayton en Ingeniería Aeroespacial y de Materiales.