Por qué la fabricación aditiva necesita un nuevo perfil de ingeniero
Si bien las máquinas han alcanzado la madurez industrial, una "brecha de competencias" crítica está paralizando las líneas de producción, y los grados de ingeniería tradicionales no están ofreciendo la solución.
El sector de la fabricación aditiva (AM) se ha pasado la última década debatiendo si la tecnología funciona. El debate está prácticamente zanjado. Los sistemas de fusión de lecho de polvo metálico producen componentes aeroespaciales de vuelo crítico. Los fabricantes de dispositivos médicos fabrican implantes personalizados para pacientes. Los contratistas de defensa imprimen piezas de repuesto bajo demanda. Las máquinas funcionan. Los materiales funcionan. Los procesos, cuando se controlan adecuadamente, funcionan.
Lo que no sigue el ritmo es la mano de obra.
Por qué los títulos tradicionales de ingeniería no bastan para MA
Esta observación no es nueva, pero el sector ha tardado en abordarla sistemáticamente. El reto es estructural: la AM está en la intersección del diseño, la ciencia de los materiales, la ingeniería de procesos, la gestión de la calidad y el cumplimiento de la normativa. No encaja perfectamente en una sola disciplina de ingeniería, lo que significa que los profesionales altamente competentes de la fabricación convencional a menudo tienen importantes puntos ciegos cuando se encuentran con la fabricación aditiva por primera vez.
Es posible que los ingenieros formados en procesos sustractivos no comprendan los principios de diseño para la fabricación aditiva (DfAM): la libertad de construir entramados, canales conformados o geometrías con topología optimizada que serían imposibles de mecanizar. Los expertos en materiales pueden entender la pulvimetalurgia sin haber sido expuestos a cómo la solidificación capa por capa afecta a la microestructura y las propiedades mecánicas. Los directivos de las empresas que evalúan las inversiones en AM suelen tomar decisiones millonarias sin el vocabulario necesario para comprobar las afirmaciones de los proveedores o comprender los calendarios de cualificación.
Durante demasiado tiempo, el aprendizaje informal ha llevado al sector más lejos de lo que probablemente debería. Las conferencias, las notas de aplicación y el ensayo y error en el taller han sido los principales vehículos de transferencia de conocimientos en AM, produciendo resultados realmente impresionantes. Pero a medida que la AM se adentra en sectores regulados, este enfoque se topa con una barrera infranqueable.
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La adopción en los sectores aeroespacial y de dispositivos médicos no funciona a base de entusiasmo. Depende de vías de cualificación documentadas, datos de repetibilidad, protocolos de evaluación no destructiva y alineación con marcos normativos que los reguladores reconozcan realmente. Certificar una pieza para el vuelo o lanzar un producto sanitario al mercado exige dominar el ecosistema de normas que rige el diseño, la producción, el ensayo y la homologación de las piezas de AM.
Aquí es donde el déficit de mano de obra resulta realmente caro. Las organizaciones que subestiman la curva de aprendizaje necesaria para implantar la AM cometen costosos errores en la cualificación, fracasan en las auditorías o abandonan programas prometedores porque no disponían de los conocimientos internos necesarios para ejecutarlos. La formación estructurada acelera la competencia de un modo que el ensayo y error no puede reproducir a gran escala.
En todo el mundo, esto se reconoce cada vez más como una cuestión estratégica, más que como un inconveniente para la formación. America Makes ha vinculado el desarrollo de la mano de obra directamente a las vías de cualificación para las cadenas de suministro aeroespacial y de defensa. Organismos europeos como Fraunhofer y CECIMO han incorporado la formación en AM a estrategias más amplias de modernización industrial. Singapur y China han creado infraestructuras nacionales de certificación. El patrón en todos ellos es coherente: la capacidad técnica sin la preparación de la mano de obra es un cuello de botella, y ese cuello de botella empeora con el tiempo.
Los programas de certificación desarrollados específicamente para la AM abordan este problema presentando la tecnología como un flujo de trabajo integrado, en lugar de como una colección de herramientas aisladas. El diseño, la caracterización de la materia prima, los parámetros del proceso, el postprocesado, la metrología y la cualificación no funcionan de forma independiente en la práctica. Las propiedades finales de una pieza son el resultado acumulado de las decisiones tomadas en cada etapa de la cadena de procesos. Los programas de formación que reflejan esta realidad producen profesionales más útiles que los organizados en torno a un único dominio.
Cerrar la brecha: la nueva norma industrial para la certificación de AM
El Centro de Excelencia ASTM AM (ASTM AM CoE) ha desarrollado un marco de certificación en esta línea, alineando explícitamente la formación técnica con la infraestructura de normas exigida por las industrias reguladas. La 13ª edición de su Curso de Certificación Profesional en Fabricación Aditiva se celebra virtualmente del 20 de abril al 19 de mayo. El curso abarca ocho módulos que abarcan toda la cadena del proceso de AM, impartidos por 15 expertos procedentes de la industria, el mundo académico, los laboratorios nacionales y los organismos reguladores, entre ellos instructores de la FAA, Pratt & Whitney Canada, la Universidad de Auburn, Wohlers Associates y A*STAR. Se publican dos módulos por semana para el estudio autoguiado, seguidos de sesiones de preguntas y respuestas en directo con los instructores.
La finalización del curso también prepara a los participantes para los certificados basados en funciones del AM CoE: credenciales para operadores, ingenieros de calidad, diseñadores y gestores tecnológicos que parten de esta base general. La inscripción anticipada está abierta hasta el 31 de marzo.
La tecnología, en casi todos los aspectos, está lista. La cuestión más acuciante ahora es si las personas encargadas de aplicarla también lo están.
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Sobre el autor: Michael Molitch-Hou es un profesional de la estrategia de contenidos y el marketing especializado en fabricación aditiva. Actualmente es director de estrategia de contenidos y marketing en el Centro de Excelencia de Fabricación Aditiva de ASTM, donde se centra en comunicar los avances en normas, certificación e investigación en este campo. También ha colaborado como experto en fabricación aditiva en Forbes y anteriormente fue redactor jefe de 3DPrint.com. Su nuevo libro, Impossible Works: The Book of 3D Printed Art, ya está disponible en Kickstarter.
Licencia: El texto del artículo "Por qué la fabricación aditiva necesita un nuevo perfil de ingeniero" de All3DP Pro está bajo una licencia de Atribución 4.0 CC BY 4.0..