John Barnes, fundador de The Barnes Group Advisors, analiza el futuro de la fabricación aditiva y el desarrollo de la fuerza laboral

 

La necesidad de habilidades y experiencia especializadas en fabricación aditiva es crucial para la adopción de la tecnología. Dominar los principios aditivos es un desafío debido a una curva de aprendizaje pronunciada y una inversión significativa de tiempo. The Barnes Group Advisors (TBGA), una consultora con sede en EE. UU., aborda este problema.

Fundada en 2017 en Pittsburgh, TBGA ayuda a las empresas a estrategizar y resolver los desafíos de industrialización de la fabricación aditiva. Ofrece servicios de asesoría y un programa de formación a medida.

En esta entrevista, nos sentamos con el fundador y Director Gerente John Barnes para discutir por qué el desarrollo de la fuerza laboral impulsa el crecimiento de la industria y qué se necesita para maximizar el potencial de la fabricación aditiva.

¿Podría contarnos un poco sobre The Barnes Group Advisors y los servicios que ofrecen?

Lanzamos TBGA hace dos años en respuesta a la rápida industrialización de la fabricación aditiva. Con formación en ingeniería, nuestro equipo ha liderado esfuerzos de cualificación y certificación en diversas industrias. Por ejemplo, en Arconic cualificamos las primeras piezas de producción en serie de titanio para el Airbus A350.

Hoy somos un equipo de 13 miembros, muchos de los cuales han ocupado cargos ejecutivos, incluido yo mismo —ex Vicepresidente en Arconic. Laura Ely, ex Jefa de Tecnología en GKN Aerospace, lidera nuestros Servicios ADDvisor®.

Nuestra experiencia cubre el vacío entre los requisitos técnicos y los objetivos estratégicos, traduciendo necesidades de ingeniería en soluciones relevantes para el negocio. Evaluamos la posición de cada cliente en la cadena de suministro y asesoramos sobre cómo involucrarse o adoptar la fabricación aditiva.

También desarrollamos un programa de formación en respuesta a la demanda de clientes. Un cliente lanzó un gran negocio de FA y necesitaba ingenieros que pudieran diseñar para el proceso. Sin ese conocimiento, los objetivos financieros eran inalcanzables, así que creamos un currículo basado en requisitos.

A menudo, nuestros clientes tienen productos maduros con diseñadores originales ya no disponibles. Nuestro papel no es vender fabricación aditiva, sino ayudarles a crear piezas mejores y más asequibles. Un enfoque basado en requisitos simplifica la transición.

¿Cómo se involucró en la fabricación aditiva?

Comencé mi carrera en lo que ahora es Honeywell Aircraft Engines, participando en un proyecto con Sandia National Laboratories y otras nueve empresas. El proyecto derivó en Optomec, pionera en deposición de energía dirigida con alimentación de polvo.

Más tarde, me trasladé a Skunk Works de Lockheed Martin, liderando Exploración y Desarrollo de Fabricación. Exploramos sistemas de polímero, laminación de láminas, energía dirigida y cama de polvo, profundizando en polvos metálicos.

En CSIRO, la agencia nacional de ciencia de Australia, dirigí el programa de metales de alto rendimiento. Allí establecimos Lab 22, una instalación de innovación que dio a las PYMES acceso a una gama de tecnologías aditivas, abordando la barrera de capital para pequeñas y medianas empresas.

Al regresar a EE. UU. en 2015, me uní a RTI International Metals —posteriormente adquirida por Alcoa y rebautizada como Arconic. Con la producción de titanio estancada, el CEO invirtió en capacidades downstream, incluyendo una instalación de FA en Texas. Lideré I+D para fabricación avanzada y finalmente aseguré el proyecto de cualificación de titanio para Airbus A350.

«Es un negocio duro fabricar piezas de avión. La transición del prototipado a la fabricación exige documentación exhaustiva y cualificación para procesos especiales».

¿Cuál es el estado actual de la fabricación aditiva en aeroespacial y defensa, y cuáles son los desafíos clave?

La fabricación aditiva es una tecnología disruptiva que requiere compromiso para cosechar sus beneficios. El desarrollo de la fuerza laboral es crítico —los diseñadores deben aprender pensamiento centrado en aditivo, alejándose de mentalidades sustractivas. Este cambio es esencial para el coste-rendimiento y la innovación rápida.

Aunque los sectores aeroespacial, defensa y médico son tradicionalmente aversos al riesgo, son los principales adoptantes. El ritmo de progreso es alentador, pero la brecha de talento sigue siendo la mayor barrera. Las empresas necesitan ingenieros, gerentes y ejecutivos que comprendan realmente la tecnología aditiva para elaborar una estrategia viable.

«El desarrollo de la fuerza laboral es el eje del crecimiento de la industria».

¿Por qué es tan crucial el diseño para fabricación aditiva?

Sin diseño centrado en aditivo, la ventaja de coste-rendimiento se evapora. Los ingenieros adoptan nuevas tecnologías solo cuando ofrecen ahorros claros. En fabricación aditiva, el peso impulsa el coste: piezas más pesadas significan tiempos de construcción más largos y mayor consumo de material. Por tanto, las decisiones de diseño influyen directamente en el coste y la viabilidad de producción.

«No puedes controlar los precios de máquina o material, pero puedes controlar el diseño. Tu diseño determina el tiempo de construcción, el postprocesamiento y, en última instancia, el coste».

Nuestra formación enfatiza los impulsores de coste en fabricación aditiva, ayudando a los ingenieros a evitar gastos ocultos y alcanzar objetivos financieros.

¿Cómo se está abordando la brecha de habilidades en fabricación aditiva?

Los recursos se expanden anualmente, incluyendo cursos en línea. Por ejemplo, TBGA colabora con la Universidad de Purdue para ofrecer un certificado en línea con itinerarios para ingenieros, gerentes y ejecutivos —no se requiere título de ingeniería. MIT también ofrece un curso en línea, ampliando la accesibilidad.

La educación de alta calidad y accesible remotamente permite a profesionales de todo el mundo pasar de ningún antecedente a un nivel intermedio. Esta democratización atrae talento joven a la fabricación —haciendo de la fabricación aditiva una carrera emocionante.

La industria se está desplazando hacia la fabricación de piezas finales. ¿Qué significa esto y qué se necesita para llegar allí?

Estamos presenciando una transición de titulares de novedad a historias de producción mainstream. Este cambio requiere especificaciones rigurosas, alineación de la cadena de suministro y colaboración industrial.

Proveedores de Nivel 1 y Nivel 2, junto con pequeños talleres de mecanizado, ahora preguntan: «¿Cuándo es el momento adecuado para adoptar FA?»

Nuestro marco de «Cuatro Lentes» —máquinas, materiales, espacio digital y personas— junto con el modelo de madurez FA de TBGA, guía a las organizaciones a través de un camino de cinco niveles desde el prototipado hasta la producción completa.

Los niveles 0 y 1 se centran en prototipado y utillaje, demandando conjuntos de habilidades mínimos. A medida que las empresas avanzan a niveles 2 y 3, la sustitución y consolidación de piezas requieren diseño avanzado, gestión de riesgos e integración de la cadena de suministro. Progresar al nivel 4 —piezas exclusivamente aditivas— exige formación robusta y control de proceso.

La mayoría de las empresas son competentes en niveles 0 y 1 pero enfrentan desafíos al intentar la sustitución. Lograr el caso de negocio para piezas aditivas a menudo requiere un cambio cultural y tolerancia al riesgo.

¿Qué desarrollos en fabricación aditiva le entusiasman?

El progreso científico se acelera —la comprensión del proceso mejora y las máquinas se vuelven más rápidas y fiables. La innovación en materiales, especialmente en polímeros y metales, expande la libertad de diseño.

«Como ingeniero de materiales, veo un vasto potencial tanto en polímeros como en metales. Diseñadores y científicos de materiales tienen la oportunidad de brillar verdaderamente».

El postprocesamiento está evolucionando, con modificaciones a equipos existentes adaptados para FA. El software también avanza: nuevas herramientas de diseño, MES y sistemas de flujo de trabajo agilizan la producción y la garantía de calidad.

La segunda generación de tecnologías de fotopolimerización ofrece nuevas oportunidades, impulsadas por startups y enfoques inventivos.

¿Cómo contribuyen el MES y el software de flujo de trabajo a la industrialización de la FA?

El MES y las herramientas de flujo de trabajo gestionan el riesgo, optimizan el inventario y protegen la propiedad intelectual. En sectores altamente regulados como aeroespacial y médico, estos sistemas son esenciales para mantener estándares de calidad y seguridad.

Permiten el seguimiento preciso de archivos de impresión 3D, asegurando que se use el diseño correcto y facilitando la garantía de calidad. También crean vías de monetización para procesos FA únicos.

Para saber más sobre The Barnes Group Advisors, visite: https://www.thebarnes.group/