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

Transcripción

1 Nuevos Materiales, Impresión 3D y Fábricas Inteligentes: Avances en la Producción para la Cuarta Revolución Industrial Carlos Julio Cortés-Rodríguez. PhD. Doctor en Ingeniería, Universidad de Kassel, Alemania Profesor Titular Facultad de Ingeniería, Director Escuela Doctoral Universidad Nacional de Colombia FORO Desafios de la Cuarta Revolución Industrial Febrero 21 de 2018

2 Contenido -Introducción -Impresión 3D (Manufactura aditiva) -Materiales Inteligentes -Fábricas Inteligentes -Conclusiones 2

3 Orígenes Adaptado de: Hannover Deutsche Messe Industrie 4.0 3

4 Evolución y Revolución en la Producción Microprocesador en la Producción Sistemas ciber-físicos Producción en masa 1769 Mecanización Adaptado de: Jörg Krüger. Industrie Neue Potentiale für die Automatisierung. EWF Fraunhofer IPK und IWF Berlin 4

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

6 Principio de la Manufactura Aditiva (Impresión 3D) Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser

7 Manufactura aditiva - Secuencia de procesos Modelo CAD Contornos y rebanado del modelo CAD Fabricación física de la capa y deposición de las capas una encima de la otra Modelo Físico Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser

8 Proceso de Manufactura Aditiva Ejemplo: Laser Sintering Laser Espejo Rodillo Polvo Almacenaje del polvo 6 Cámara de proceso 7 Pieza Rayo láser Polvo suelto Polvo sinterizado 8

9 Proceso de Manufactura Aditiva Ejemplo: Fused Deposition Modelling Tomado de : 9

10 Niveles de aplicación de la Manufactura Aditiva Manufactura Aditiva Rapid Prototyping Nivel de aplicación Aplicaciones Muestras para la evaluación del producto Rapid Manufacturing Direct Productos para el Manufacturing usuario final Direct Tooling Fabricación de herramientas 10

11 Niveles de aplicación de la Manufactura Aditiva Rapid Prototyping Para verificar concepto Rapid Prototyping Prototipo Funcional Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser

12 Niveles de aplicación de la Manufactura Aditiva Rapid Manufacturing Direct Manufacturing Puente dental Laser Sintering /- Melting Motor de automovil Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser

13 Niveles de aplicación de la Manufactura Aditiva Rapid Manufacturing Direct Tooling Molde con canales de refrigeración integrados. CAD / Selective Laser Melting Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser

14 Materiales inteligentes Se pueden alterar una o más de sus propiedades por aplicación de un estimulo externo de una manera controlada. Tomado de : 14

15 Materiales inteligentes e Impresión 4D Tomado de : Skilar Tibbits, del Laboratorio Self-assembly Lab. del Masschusetts Institute of Technology MIT. USA. 15

16 Materiales inteligentes e Impresión 4D Tomado de : Skilar Tibbits, del Laboratorio Self-assembly Lab. del Masschusetts Institute of Technology MIT. USA. 16

17 Impresión 3D compuesta por Voxeles (volumetric pixels) Adaptado de: Hod Lipson y Melba Kurman. La revolución de la Impresión 3D. ( ) 17

18 Evolución hacia las Fábricas Inteligentes 18

19 En el camino hacia la Fábrica Inteligente Estructura clásica de Control en la Fábrica Control de la Fábrica mediante mecanismos en la nube Fábrica Planeación Supervisión Celda Máquina Adaptado de: Jörg Krüger. Industrie Neue Potentiale für die Automatisierung. EWF Fraunhofer IPK und IWF Berlin 19

20 En el camino hacia la Fábrica Inteligente Adaptado de: Jörg Krüger. Industrie Neue Potentiale für die Automatisierung. EWF Fraunhofer IPK und IWF Berlin 20

21 En el camino hacia la Fábrica Inteligente Adaptado de: Jörg Krüger. Industrie Neue Potentiale für die Automatisierung. EWF Fraunhofer IPK und IWF Berlin 21

22 Simulación de la Fábrica Tomado de : 22

23 Realidad Virtual en la Fábrica Cortesia: Fraunhofer IPA Stuttgart. 23

24 Realidad Virtual en la Fábrica Cortesia: Fraunhofer IPA Stuttgart. 24

25 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. 25

26 Gracias por su atención Contacto: Carlos Julio Cortés-Rodríguez. PhD. Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de Colombia 26