Nuevos Materiales, Impresión 3D y Fábricas...

Carlos Julio Cortés-Rodríguez. PhD.Doctor en Ingeniería, Universidad de Kassel, AlemaniaProfesor Titular Facultad de Ingeniería, Director Escuela DoctoralUniversidad Nacional de Colombia

FORODesafios de la Cuarta Revolución Industrial

Febrero 21 de 2018

Nuevos Materiales, Impresión 3D y Fábricas Inteligentes:Avances en la Producción para la Cuarta Revolución Industrial

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Contenido

-Introducción-Impresión 3D (Manufactura aditiva) -Materiales Inteligentes-Fábricas Inteligentes-Conclusiones

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Orígenes

Adaptado de: Hannover Deutsche Messe. 2011. Industrie 4.0

Producción en masa

Microprocesador en la Producción

20111969 Sistemas

ciber-físicos1913

1769Mecanización

Evolución y Revolución en la Producción

Adaptado de: Jörg Krüger. Industrie 4.0 - Neue Potentiale für die Automatisierung. EWF.2014. Fraunhofer IPK und IWF Berlin

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5Adaptado de: Michael Russman .et al Industry 4.0. The Boston Consulting Group. 2015

Principio de la Manufactura Aditiva(Impresión 3D)

6Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser . 2013.

Manufactura aditiva - Secuencia de procesosModelo CAD Contornos y rebanado del modelo CAD

Fabricación física de la capa y deposición de las capas una encima

de la otra

Modelo Físico


Rayo láserPolvo sueltoPolvo sinterizado

1 Laser2 Espejo3 Rodillo4 Polvo5 Almacenaje del polvo6 Cámara de proceso7 Pieza

Proceso de Manufactura AditivaEjemplo: Laser Sintering

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9Tomado de : www.stratasys.com/3d-printers

Proceso de Manufactura AditivaEjemplo: Fused Deposition Modelling

Manufactura AplicacionesAditiva

Rapid Muestras para laPrototyping evaluación del producto

Nivel de Rapid Manufacturing aplicación Direct Productos para el

Manufacturing usuario final

Direct Tooling Fabricación de herramientas

Niveles de aplicación de la Manufactura Aditiva

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Rapid Prototyping Para verificar concepto


Rapid Prototyping Prototipo Funcional


Rapid Manufacturing – Direct Manufacturing

Puente dental Motor de automovil Laser Sintering /- Melting



Rapid Manufacturing – Direct Tooling

Molde con canales de refrigeración integrados. CAD / Selective Laser Melting



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Materiales inteligentes Se pueden alterar una o más de sus propiedades por aplicación de un estimulo externo de una manera controlada.

Tomado de : www.birmingham.ac.uk/metallurgy-materials

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Materiales inteligentes e Impresión 4D

Tomado de : Skilar Tibbits, del Laboratorio Self-assembly Lab . del Masschusetts Institute of Technology MIT. USA.

Tomado de : Skilar Tibbits, del Laboratorio Self-assembly Lab . del Masschusetts Institute of Technology MIT. USA. 16

Materiales inteligentes e Impresión 4D

Impresión 3D compuesta por Voxeles (volumetric pixels)

Adaptado de: Hod Lipson y Melba Kurman. La revolución de la Impresión 3D. (http://ramanujan25449.blogspot.com.co/2015/12/impresion-4d.html ) 17

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Evolución hacia las Fábricas Inteligentes

Estructura clásica de Control en la Fábrica

Fábrica

Máquina

Celda

Supervisión

Planeación

Control de la Fábrica mediante mecanismos en la nube


En el camino hacia la Fábrica Inteligente

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22Tomado de : www.3ds.com/es/productos-y-servicios/delmia/

Simulación de la Fábrica

23Cortesia: Fraunhofer IPA Stuttgart.

Realidad Virtual en la Fábrica

24Cortesia: Fraunhofer IPA Stuttgart.

Realidad Virtual en la Fábrica

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Conclusiones

-Cambio de modelo de producción (de economía extractiva a la agregación de valor)

-Cambio de paradigma de la gestión (posfordismo) -Nuevo enfoque en la educación y formación

-Reconversión laboral

-Acelerar la incorporación de las nuevas tecnologías (adaptar la curva de aprendizaje)

-El enfoque no debe ser solamente aumento de productividad.

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Gracias por su atenciónContacto:

Carlos Julio Cortés-Rodríguez. PhD.Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de Colombia

E-mail: [email protected]

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