Robert Yancey de Autodesk sobre fabricación aditiva, diseño generativo e industria 4.0:opiniones de expertos

Desde el diseño hasta la gestión del flujo de trabajo, el software desempeña un papel cada vez más importante en la fabricación aditiva. Autodesk, uno de los actores líderes en el panorama del software, es una corporación multimillonaria que desarrolla software para una amplia gama de industrias, incluidas la manufactura y la construcción. Tuvimos la suerte de poder hablar con Robert Yancey, director de estrategia industrial y desarrollo comercial de fabricación y producción en Autodesk. Con más de 25 años de experiencia en la fabricación aditiva, Yancey ahora es responsable de supervisar la estrategia empresarial e industrial de las soluciones de fabricación de Autodesk, incluidas las tecnologías sustractivas e híbridas, además de la fabricación aditiva. Hoy analizamos 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 pasar de la creación rápida de prototipos a la producción.

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

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Robert Yancey, director de estrategia industrial y desarrollo empresarial de fabricación y producción en Autodesk [/caption]Una de las principales cosas que ha sucedido en los últimos años es la idea de que la fabricación aditiva puede ir más allá de la creación de prototipos. Hay aplicaciones en medicina y odontología en las que esto ha sido así durante algún tiempo. Pero fuera de la industria médica, lo que se está empezando a ver es que la gente observa la tecnología y se da cuenta de que en realidad pueden construir piezas o producir cantidades de bajo volumen que en realidad no se pueden hacer de otra manera. Con la reducción de costos y la mejora de la velocidad, el uso de aditivos para la producción ahora es más una posibilidad. Por supuesto, todavía quedan muchos obstáculos y desafíos que superar para que esto se haga realidad. Pero trabajamos con muchas empresas que están estudiando cómo pueden utilizar aditivos para aplicaciones de producción.

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

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Una de las actualizaciones clave en la versión 2019 de Autodesk de su software Netfabb es Lattice Commander, que permite generar estructuras reticulares complejas [Crédito de la imagen:Autodesk] [/caption]Netfabb es un software de preparación de impresiones. Con él podremos trabajar con archivos STL y generar estructuras de soporte. Esa tecnología existe desde hace algún tiempo, por lo que nos estamos centrando en hacer que los flujos de trabajo sean más eficientes. Dicho esto, tenemos algunas capacidades adicionales dentro de Netfabb que brindan beneficios únicos. Por ejemplo, tenemos algunas tecnologías avanzadas de ruta de herramientas. Las empresas que lo utilizan han visto mejoras de velocidad bastante significativas en sus procesos. Para los aditivos metálicos, también tenemos una capacidad de simulación que nos permite simular la tecnología de fusión del lecho de polvo. Esto significa que podemos buscar cosas como tensión residual, distorsión e interferencia de la cuchilla del recubridor. Puede hacer todo eso virtualmente antes de comprometerse con la construcción. Más recientemente, hemos estado aplicando esa tecnología a flujos de trabajo híbridos. En este caso, normalmente se trata de depositar metal mediante algo así como un proceso de arco de alambre y luego desarrollar las capacidades de mecanizado para poder terminar la pieza después de esa deposición, y también realizar una simulación durante ese proceso de deposición de energía dirigida.

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

La fabricación híbrida es todavía bastante nueva, aunque hay mucho interés en el mercado. Actualmente, sólo hay un puñado de clientes que utilizan plenamente la fabricación híbrida. Sin embargo, en las ferias comerciales, estamos empezando a ver muchos más proveedores de máquinas híbridas para aplicaciones dentro de industrias como la del petróleo y el 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 del diseño generativo?

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Una vista del software de diseño generativo de Autodesk. [Imagen vía Youtube] [/caption]Una cosa que distingue al diseño generativo de Autodesk de otros que ofrecen soluciones de diseño generativo es que no le ofrecemos una única solución optimizada. Le brindamos una gama de soluciones que satisfacen sus requisitos y luego las herramientas que le permitirán navegar fácilmente por esas soluciones. Personalmente, creo que la industria, en general, ha estado posicionando el diseño generativo como una herramienta liviana. Es particularmente adecuado para la fabricación aditiva porque genera diseños que a menudo son difíciles de fabricar de manera eficiente de otra manera. Pero en Autodesk, realmente consideramos el diseño generativo como una tecnología de exploración de diseño que le permite explorar tanto la función de ingeniería como el valor comercial. Hemos comenzado a introducir técnicas de fabricación muy comunes, como poder utilizar generativo para mecanizado de dos o tres ejes. Verás más de eso a lo largo del año. Por lo tanto, el diseño generativo se vuelve aplicable a las personas que hoy fabrican utilizando métodos de fabricación tradicionales. La otra cosa en la que estamos trabajando es poder incluir más compensaciones comerciales:por ejemplo, poder observar las compensaciones de costo, cronograma o material durante el proceso de diseño. A medida que comencemos a incorporar negocios como el casting en el flujo de trabajo, las personas podrán hacer concesiones simultáneamente entre el rendimiento de la ingeniería y el valor comercial.

Algo de lo que se habla a menudo es la necesidad de un nuevo enfoque de diseño para la fabricación aditiva. ¿Qué piensas sobre esto?

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Uniones de Autodesk Fusion 360 [Crédito de la imagen:Autodesk] [/caption]Sí, esa definitivamente es una brecha importante. Hace poco estuve en un consorcio organizado por el MIT, donde se dedicó un día entero al tema mismo del diseño de aditivos. Muchos de nuestros clientes nos dicen que trabajan con flujos de trabajo muy inconexos. Realizan el proceso de diseño en una herramienta CAD, luego lo traducen a un archivo STL y lo importan a un procesador de construcción, como Netfabb. Desde allí, se envía a la máquina y la máquina recopila datos al respecto. Entonces terminas con estos silos de datos que no están bien conectados. Esa es realmente la visión y la intención de Fusion 360:crear un entorno único que le permita pasar del concepto a la impresión y poder tener todos los datos en el contexto correcto y en el formato correcto, presentados al individuo de la manera correcta. Hay varias personas involucradas en el flujo de trabajo de fabricación aditiva y todas necesitan datos diferentes y, a menudo, un formato diferente. La visión de Fusion360 es realmente reunir todo eso con datos en el centro para poder crear este flujo de trabajo de un extremo a otro. También estamos interesados en trabajar con otros proveedores de tecnología dentro del ecosistema aditivo, como el software de gestión de flujo de trabajo, para poder asociarnos con personas que proporcionan otras tecnologías para que los usuarios puedan realizar su trabajo de una manera conveniente y eficiente.

Hablando de asociaciones y colaboraciones, Autodesk ha anunciado bastantes, siendo HP y GE Additive algunas de las más recientes. ¿Cuál es el enfoque de Autodesk respecto de las asociaciones y cómo ve el papel de la colaboración en términos más generales dentro de la industria?

Bueno, el espacio de los aditivos sigue siendo una industria relativamente pequeña. Creo que la gente está reconociendo que para poder crecer, tendrás que colaborar con otros proveedores de tecnología dentro del espacio. Definitivamente eso es lo que piden los clientes. Se están cansando de estos flujos de trabajo inconexos y de datos que existen en silos en sus operaciones y de no poder reunirlos todos. Nos embarcamos en un diálogo con GE Additive y con HP durante los últimos 18 meses. Nos expresaban una opinión similar:una de las cosas que ven al limitar su capacidad de vender más máquinas y más materiales es este flujo de trabajo inconexo. Querían trabajar con nosotros para poder establecer un flujo de trabajo más consistente para sus máquinas. Dado que son dos de los nombres más importantes de la industria en este momento, decidimos que serían buenos socios con quienes trabajar para ayudar a resolver este problema. Pero nuestra intención es poder proporcionar una plataforma que permita a cualquier proveedor de máquinas crear un flujo de trabajo con Fusion 360 y proveedores de tecnología externos.

¿Hay otras asociaciones de las que puedas hablar?

Recientemente anunciamos una asociación con Farsoon y Arkema en TCT Asia. Esto es interesante porque Arkema es el proveedor de materiales, Farsoon es el proveedor de máquinas y nosotros somos el proveedor de software. Así que no se trata sólo del material, la máquina o el diseño; en realidad se trata de los tres:el proceso, el material y el diseño. Los tres deben trabajar juntos para poder producir los mejores resultados para las personas que utilizan la fabricación aditiva.

Anteriormente, usted aludió al cambio actual en la fabricación aditiva de la creación rápida de prototipos a la producción. ¿Cuáles son los factores clave necesarios para garantizar que esto suceda?

Eso depende un poco de la industria. Para industrias muy reguladas como la médica y la aeroespacial, siempre existe la cuestión de cómo certifican las piezas. El hecho de que haya que certificar el diseño, los materiales y el proceso en realidad no es muy diferente a cualquier otra tecnología de fabricación. Sin embargo, con los aditivos, los procesos son diferentes y los materiales pueden ser diferentes, por lo que hay que pasar por ese proceso para poder obtener la certificación. Esa es una de las cosas que deben suceder para entrar en producción. Luego también hay menos familiaridad con la tecnología en general. Las empresas ven la oportunidad de la fabricación aditiva, pero a menudo no tienen suficiente experiencia con la tecnología para entender realmente cómo pasar rápidamente a la producción. Hay algunas empresas que se están moviendo con bastante rapidez y otras que apenas están empezando a hacerlo. Una de las cosas que encontramos es que muchos clientes vienen a nosotros y simplemente quieren capacitación general. Quieren ayuda para comprender dónde están las oportunidades y los obstáculos para la fabricación aditiva, para comprender mejor el proceso y los materiales necesarios y cómo todos estos factores pueden influir en el diseño para que puedan comenzar a explorar cómo pueden utilizar esta tecnología para la producción. El costo 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 presentar un caso de negocio sobre dónde los aditivos realmente tienen sentido para el negocio, y yo diría que todavía hay bastantes factores limitantes.

¿Esta necesidad de más capacitación ha impactado el contenido de la conferencia de usuarios de Autodesk University?

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Universidad de Autodesk 2018 [Crédito de la imagen:Autodesk] [/caption]Bueno, Autodesk University es nuestra conferencia de usuarios que hemos tenido durante varios años y en realidad es una conferencia impulsada por los usuarios. De hecho, nuestros clientes imparten muchas clases y proporcionan gran parte del contenido. Existe un proceso para poder determinar qué sesiones se incluyen en la agenda general. Y sí, hemos visto un creciente interés por los aditivos en la Universidad de Autodesk. Si realiza un seguimiento, verá que hay más clases y contenido aditivos en Autodesk University. También estamos buscando asociarnos con consultores en el área y universidades. Hace poco estuve en el MIT, con quien nos hemos asociado, y han estado desarrollando un gran plan de estudios educativo que se centró en los profesionales que trabajan, no en los estudiantes universitarios. Presentaron su curso este año y obtuvieron una respuesta tremenda. Estamos trabajando con ellos para poder brindar ese tipo de contenido de capacitación y poder brindar tecnología de Autodesk para ayudar con el desarrollo del contenido de capacitación. Realmente estamos buscando proveedores externos para poder realizar gran parte de la capacitación y enfocarnos en desarrollar la mejor experiencia de software para nuestros clientes y para aquellos que reciben capacitación.

Sobre el desafío de presentar un argumento comercial para la fabricación aditiva:¿cómo puede una empresa que es nueva en la tecnología comenzar a elaborar una estrategia para su adopción? ¿Cuáles son algunos de los factores que se deben tener en cuenta?

Desde mi punto de vista, muchas empresas cuando empiezan a involucrarse en aditivos, empiezan a producir piezas que han sido diseñadas utilizando sus procesos tradicionales. Pueden imprimirlo y es genial tener una pieza impresa en 3D en la mano y poder lucirla. Pero donde todo se desmorona es cuando se trata de encontrar el caso de negocio. Si una pieza fue diseñada para fundición o mecanizado, a menudo esas tecnologías serán aún más rentables, especialmente en volúmenes de moderados a grandes. Parte de la educación que debe realizarse y que se alinee con el caso de negocio es cómo podemos proporcionar valor a la pieza, al componente o al sistema donde los aditivos son en realidad la única forma en que podemos proporcionar ese valor adicional. Si observa algunos de los estudios de casos famosos que existen, como la boquilla de combustible de salto de GE, tuvimos un estudio de caso con HP con Penumbra. Esas son cosas en las que en realidad estás diseñando una pieza para aditivos desde el principio. Con eso, realmente se logra un valor de rendimiento, por lo que realmente se trata de poder diseñar la pieza con una hoja de papel en blanco. Obviamente, hay que entender bien la tecnología para poder hacerlo y las herramientas de software deben poder soportarlo. Eso es mucho en lo que nos centramos.

¿Ves alguna oportunidad clave para la fabricación aditiva en industrias o aplicaciones específicas?

Por supuesto, el sector médico y el aeroespacial son ahora los dos mercados más grandes. Pero si nos fijamos en el mercado principal de Autodesk, que es el diseño y la fabricación, la oportunidad clave está en la maquinaria industrial:talleres mecánicos e instalaciones de fabricación pequeños y medianos. Lo que es interesante para nosotros es que estamos viendo bastante interés por parte de esa industria. Son mucho más conscientes de dónde pueden cobrar tarifas más altas por las piezas en esas industrias que en las industrias aeroespacial o médica. La impresión 3D para productos de consumo también está empezando a recibir cada vez más atención. Cuando se trata de flujos de trabajo híbridos, otra área en la que estamos viendo interés es el uso de tecnología aditiva para herramientas. Eso ha sido enorme. Se han utilizado plantillas y accesorios con esta tecnología durante mucho tiempo, y ha habido algunas aplicaciones limitadas para insertos de herramientas. Pero estamos viendo bastante más interés en la idea de que se pueden crear prototipos y herramientas más rápido usando aditivos, así como hacer más iteraciones. Es posible que eventualmente sigan recurriendo a una herramienta de corte tradicional, pero los aditivos pueden aportar mucho valor a lo largo del proceso. Luego, hay aplicaciones en las que solo se necesitan unos pocos cientos o unos miles, donde las herramientas aditivas son una forma más rentable de poder ofrecer eso.

¿Qué pasa con los aditivos para la industria de la construcción? Ha sido bastante lento en términos de adopción de la tecnología y, sin embargo, parece haber mucho potencial.

Las aplicaciones de aditivos dentro de la industria de la construcción definitivamente están en el radar de Autodesk y las estamos monitoreando de cerca. Estamos muy bien posicionados para hacerlo, ya que la construcción es un mercado clave al que nos dirigimos. Creo que todos hemos visto videos de robots imprimiendo concreto, pero va más allá de poder crear nodos personalizados para nuevos diseños de edificios. La industria de la construcción está recurriendo a la industria manufacturera en busca de orientación sobre cómo crear procesos de construcción más eficientes y poder aprovechar algunas de las tecnologías que la industria manufacturera ha utilizado. El ritmo actual de adopción aún es muy temprano. Pero yo diría que hay bastante interés en la industria y que hay algunas empresas que han ideado tecnologías de impresión 3D para la construcción. Es un área que llamamos construcción industrializada, que en realidad está haciendo que la construcción se parezca más a una fábrica para que puedan obtener la eficiencia de eso. Así como vemos los aditivos como una de las herramientas en la caja de herramientas para la fabricación, los aditivos serán una de las tecnologías en la caja de herramientas para la industria de la construcción.

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

El aditivo no sustituirá la fabricación tradicional. Pero tendrá un papel a medida que la adopción siga creciendo. Entonces sí, puede complementar. Para determinadas aplicaciones, podría sustituir la fabricación tradicional. Pero consideramos que la aditiva es simplemente otra tecnología de fabricación que ahora está disponible para nuestros usuarios, que están tratando de descubrir cómo pasar del diseño a la fabricación y luego al mercado, mientras lo hacen de la manera más rentable y produciendo productos de la mejor calidad para sus clientes.

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

Industria 4.0, gemelos digitales... escuchamos mucho estos términos. Es interesante porque hemos recibido comentarios de algunos de nuestros clientes que dicen que la Industria 4.0 es todo una exageración y que realmente no se aplica a ellos. Pero también tenemos otros clientes que realmente están obteniendo un buen valor al poder utilizar más inteligencia artificial, aprendizaje automático y análisis de datos en su flujo de trabajo general. Nuestra opinión es que para poder llegar realmente a la visión de la Industria 4.0, un primer paso importante es conectar mejor el flujo de trabajo de diseño y fabricación. Esa es realmente la promesa de Fusion 360. Tenemos un excelente flujo de trabajo diseñado para una pieza mecanizada dentro de Fusion. Comenzará a ver que el flujo de trabajo para aditivos emerge este año. Realmente está conectando los datos entre el diseño y la fabricación. Obviamente existen conexiones con procesos posteriores como el control de calidad y la inspección, la cadena de suministro y la logística, etc. Pero si no conectamos los datos de diseño y fabricación, la visión de la Industria 4.0 nunca se hará realidad. Así que eso es realmente en lo que nos estamos centrando en este momento:conectar ese diseño con el flujo de trabajo de fabricación.

Cuando se trata de gestionar la parte de producción del flujo de trabajo de fabricación aditiva, ¿diría que actualmente existe una brecha en este proceso? ¿Podrías explicar más sobre cómo ves que se establece esa conexión, especialmente con los datos?

Es una brecha importante que vemos en toda la industria manufacturera. Solo en un punto de datos, tenemos muchos clientes que utilizan nuestra tecnología de mecanizado para crear moldes de inyección. También hacemos la simulación de moldeo por inyección. Por eso estamos muy bien conectados con el mercado del 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 los casos, dicen que eso nunca ha sucedido. Lo que yo caracterizo es que cuando los diseñadores a menudo no conocen bien todas las complejidades de su proceso de fabricación, no están diseñando. con suficiente conocimiento del proceso de fabricación. Cuando terminan con el diseño, lo entregan a la operación de fabricación. El siguiente paso es lo que describo como “luego comienza el baile”:el baile entre diseño y fabricación, el ida y vuelta, para poder obtener algo que cumpla con los requisitos de diseño y pueda fabricarse en el tiempo y el cronograma requeridos por el producto. Gran parte de lo que estamos tratando de hacer es poder cerrar esa brecha. Queremos poder brindar a los diseñadores más información sobre los efectos de sus decisiones de diseño en la operación de fabricación. También es necesario ir en sentido contrario. Por lo tanto, un ingeniero de fabricación podría buscar algunas oportunidades para ahorrar tiempo o costos en la operación de fabricación que requerirían un cambio de diseño. No tienen visibilidad para que el diseñador sepa si realizan ese cambio, si violará alguno de los requisitos de ingeniería de la pieza. Realmente estamos tratando de cerrar esa brecha y poder brindar información a los profesionales que trabajan a lo largo del proceso de desarrollo del producto para poder tener los datos que necesitan en el contexto en el que los necesitan para poder tomar mejores decisiones.

¿Hay alguna tendencia dentro de la fabricación aditiva que le entusiasme?

Es una industria en rápido movimiento. Por eso siempre hay nuevas empresas y tecnologías que están disponibles. Algunas de las tendencias que veo y que me interesan especialmente son los plásticos más reforzados. La tecnología de los composites se abre camino. Hay varias empresas que están desarrollando procesos interesantes para compuestos, que proporcionan piezas más rígidas, piezas más personalizadas y piezas que no se podrían fabricar de otra manera. La tecnología híbrida es otra tendencia emergente que es bastante interesante. Ofrece la ventaja de poder utilizar procesos realmente tradicionales, como procesos de soldadura, y poder aplicarlos de manera que se puedan crear componentes de alto valor a un costo menor y con más flexibilidad de diseño. Creo que seguiremos viendo cómo los costos disminuyen y las velocidades mejoran para estos procesos. Creo que eso es lo que lleva a la gente a pensar en utilizar aditivos para aplicaciones de producción en las que sólo se necesitan mil piezas para poder sacar un producto al mercado.

Por otro lado, si hubiera tres cosas que la industria necesita para acelerar ese proceso, ¿cuáles serían?

La primera es la educación. El segundo son los procesos de certificación. He mencionado las industrias aeroespacial y médica, que tienen procesos de certificación específicos, pero todavía están luchando para lograr esto para los aditivos. El tercero, creo, es el diseño para la capacidad aditiva. Lo que complica aún más las cosas es el hecho de que los requisitos de diseño para diferentes industrias son diferentes. ¿Cómo se imparte una clase general sobre diseño aditivo teniendo esto en cuenta? También hay limitaciones del sistema en las herramientas. Si observa la transferencia entre una herramienta CAD y una herramienta de preparación de impresión, el problema es que la herramienta CAD simplemente genera un archivo STL y usted trabaja con eso. Si necesita modificar algunas cosas, debe volver a la herramienta CAD, volver a generar el archivo STL y luego trabajar en las modificaciones. Ese no es un proceso muy eficiente. Por otro lado, poder tener la capacidad de realizar cambios y ver rápidamente el impacto en el proceso de impresión, los materiales que utiliza, dentro del entorno CAD permite muchas más iteraciones y da como resultado un proceso más eficiente. También es parte de lo que intentamos lograr con el diseño generativo. El diseño generativo define el problema de ingeniería y de negocio que desea resolver, todas las variables que tiene y luego permite que la herramienta produzca cientos de opciones de diseño viables. Luego podrá clasificarlos rápidamente y determinar cuáles son los más interesantes para realizar más análisis.

Finalmente, ¿cómo será 2019 para Autodesk?

Comenzará a ver flujos de trabajo aditivos en Fusion 360. Continuaremos con las asociaciones que ya hemos establecido para crear flujos de trabajo muy fluidos y eficientes para los clientes de esas máquinas. También continuaremos manteniéndonos al tanto de algunas de las nuevas tecnologías como compuestos o fabricación híbrida que están apareciendo en 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 redoblando nuestros esfuerzos para llevar la fabricación aditiva al mercado. masas.Para obtener más información sobre las soluciones de Autodesk, visite: https://www.autodesk.com Acerca de Robert Yancey, PhD En Autodesk, el Dr. Yancey define la estrategia comercial e industrial para soluciones de producción de fabricación, incluido el mecanizado sustractivo, la impresión/fabricación aditiva y la tecnología híbrida y compuesta. Es un líder reconocido en diseño y fabricación generativos, simulación avanzada, diseño estructural aeroespacial y compuestos avanzados. Tiene títulos del MIT, Virginia Tech y la Universidad de Dayton en Ingeniería Aeroespacial y de Materiales.