Impresión 3D y su aplicación a la Logística Naval.

La aparición de las impresoras en tres dimensiones ha supuesto, para algunos expertos y medios especializados, una revolución tanto en el plano tecnológico como en el plano industrial. Se trata de máquinas capaces de replicar, mediante planos digitales y utilizando una amplia gama de materiales, casi cualquier tipo de objeto o pieza.

Empresas como Lockheed Martin o Boeing, dos importantes suministradores del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, ya las han incluido en sus procesos de fabricación y soporte. La NASA ha transportado a la Estación Espacial Internacional una impresora capaz de trabajar en ausencia de gravedad con objeto de proporcionar a los astronautas la capacidad de fabricar sus propios repuestos a bordo sin necesidad de esperar la llegada de una nave logística.

A pesar del alto coste de adquisición de estas impresoras y de algunos de los materiales maleables que utilizan, sus ventajas (producción desplazada y a demanda, elementos moldeados en una sola pieza en lugar de por partes, etc) parecen justificar la inversión.

Impresora 3D ofrecida por Lockheed Martin al Departamento de Defensa.

Estas ventajas no han pasado desapercibidas para el estamento militar norteamericano, que ha estudiado y probado las posibles aplicaciones militares de estas máquinas. En 2017 una unidad de la Infantería de Marina de los Estados Unidos desplegada en Oriente Próximo, equipada con impresoras 3D y adiestrada para ello, fue capaz de fabricar a demanda equipo médico, blindaje cerámico e incluso sus propios vehículos aéreos no tripulados. Una experiencia que ha arrojado lecciones sobre cómo organizar la logística en operaciones en un futuro cercano.

Pero estas aplicaciones militares ofrecen también un enorme potencial en el ámbito naval. Disponer de impresoras 3D a bordo permitiría acortar la cadena logística, sin necesidad de grandes stocks de repuestos, en los que bastaría con disponer de planos digitales de las piezas a fabricar o escáneres 3D capaces de elaborar estos planos sobre un objeto ya existente. La impresión 3D podría suponer un radical cambio de mentalidad en la logística naval.

La logística naval adolece de ciertos males congénitos en lo que se refiere al suministro de repuestos: garantizar la autonomía logística requiere mantener una amplísima variedad de “voces”, inventarios detallados y enormes espacios a bordo de los buques para almacenarlas. También requiere ser capaz de suministrar estas voces, si no están a bordo de la unidad, a las distintas zonas de operaciones. Además, a lo largo del extenso ciclo de vida de nuestros buques, algunos fabricantes de los componentes originales van desapareciendo, complicando la obtención de repuestos.

La impresión en tres dimensiones ofrece solución a algunos de estos problemas. Emplear impresoras 3D permite replicar objetos mediante planos digitales o escaneados tridimensionales de partes ya existentes. Esto se traduce en que gran parte de los locales de aprovisionamiento utilizados hoy en día para almacenar repuestos podrían emplearse para otros fines. Solo sería necesario disponer de una impresora y un escáner 3D, el software necesario para almacenar y modificar los planos digitales y la materia prima para crear estos repuestos ad hoc.

Por otro lado, cualquier pieza o repuesto que no estuviera físicamente a bordo podría ser reproducida, de disponer de los planos, mediante la impresión tridimensional, evitando envíos logísticos muy costosos y reduciendo los tiempos de suministro.

La impresión 3D también otorga cierta independencia del fabricante. Esto puede acarrear algunos problemas respecto a los derechos de propiedad intelectual, dado que un buque podría replicar piezas de equipos sin consentimiento. No obstante, parece que los suministradores empiezan a cambiar el modelo de negocio para no vender únicamente repuestos acabados, sino también las licencias de los planos digitales. Además, de esta forma, aunque un fabricante cerrara la línea de producción o desapareciera, la logística naval podría seguir apoyando a sus unidades con repuestos originales sin necesidad de recurrir a costosos procesos de contratación para producir repuestos a medida.

No todo son ventajas. La impresión tridimensional está todavía en una fase embrionaria. Las velocidades de fabricación son lentas, comparadas con las de la economía de escala. Las máquinas tienen un coste de adquisición elevado, al igual que muchos de los materiales utilizables para la fabricación. Los acabados no son perfectos, salvo que se usen impresoras de alta calidad -cuyos costes de adquisición superan el millón de euros-, lo que impide fabricar elementos que requieran un excelente control dimensional como podrían ser rodamientos. La capacidad para trabajar metales con estas impresoras requiere de una atmósfera inerte en un local estable, situación difícil de reproducir en un buque, si no se quiere correr el riesgo de una explosión.

Por otro lado, la idea de implementar un sistema de impresión tridimensional en la cadena logística hace surgir una serie de interrogantes para los que hay que buscar una respuesta. ¿Cuánto cuestan estas máquinas?, ¿es compleja la formación de operadores?, ¿cómo se digitaliza un plano?.

El coste de adquisición de una máquina industrial con un espacio de trabajo de 60x45x45cm (un volumen total de 0.12m³) asciende a 34.000€. El consumo de estas máquinas es de 3KW/hora, perfectamente asumible para la planta eléctrica de nuestros un buque de guerra, y la formación de un operador puede conseguirse en un curso de apenas cinco días. Estas máquinas trabajan principalmente con plásticos de alta resistencia, pero también son capaces de elaborar objetos con plásticos con carga metálica que con un proceso posterior otorga características similares a las de los metales. La velocidad de fabricación es todavía lenta (la elaboración de un tornillo de 3cm³ podría demorarse dos o tres horas) pero la posibilidad de crearlo a bordo permite acortar los tiempos de la cadena logística.

Otro importante aspecto a tener en cuenta para la implementación es la elaboración u obtención de los necesarios planos digitales. Un escáner tridimensional ronda los 60.000€ de costes de adquisición y su manejo requiere de una formación de entre dos y tres meses. El tiempo necesario para familiarizar a un diseñador/digitalizador de planos es también similar. Sin embargo, la tendencia previsible es que los suministradores comiencen a entregar planos digitales, además de su equivalente en papel, para que la obtención de repuestos pueda hacerse de forma autónoma a bordo y bajo licencia.

Pero hasta que la industria no empiece a suministrar planos digitales como parte de la documentación de mantenimiento de sus equipos, existirá una ingente labor pendiente de digitalización de los planos de piezas y repuestos ya existentes. A esta labor se sumará la certificación de los equipos, la verificación de calidad del producto que elaboran y la determinación de los materiales a utilizar (que no siempre serán los mismos de fabricación) para obtener unas características de uso similares a las piezas originales.

No cabe duda de que la impresión 3D es todavía una tecnología inmadura. No obstante, los costes y los tiempos de fabricación se reducirán mientras comienzan a proliferar planos digitales de los componentes de los equipos. Su introducción en la logística naval, aunque sea de forma experimental siguiendo la estela de la US Navy o la Royal Navy, parece solo cuestión de tiempo.

La tecnología de impresión tridimensional tiene el potencial de revolucionar ciertos aspectos logísticos como la reducción de las existencias de repuestos a bordo, liberando espacios, la independencia del fabricante o el acortamiento de la cadena logística.

Los costes de adquisición se están reduciendo. Siguiendo el patrón de otras marinas occidentales, debería estudiarse la posibilidad de iniciar un proyecto piloto en el que determinar, con datos fehacientes, la rentabilidad y la utilidad de esta tecnología aplicada a la logística naval.

La evolución de la impresión 3D en los próximos años permitirá comprobar si los inconvenientes de esta tecnología son superables, aumentando velocidades de fabricación e incrementando la variedad de materiales disponibles.

Es evidente que su implementación no sustituirá completamente a la logística tradicional. Para productos de uso común, como bobinas de cableado eléctrico elaborados mediante técnicas de economía de escala, seguirá siendo más rentable y eficaz llevar el repuesto físicamente a bordo.

Pero las tendencias que se observan en las empresas de producción y las experiencias obtenidas por las marinas aliadas son claras: la tecnología de impresión tridimensional ha venido para quedarse y sus aplicaciones en la logística naval son evidentes.

BIBLIOGRAFÍA.

Cheney-Peters, S. (2012). 3D Printers Are Here Are the Sea Services Taking Advantage?. USNI News.

D’Aveni, R. (2015). The 3-D printing revolution. Harvard Business Review.

Eckstein, M. (2017). Marines’ 3D-Printed ‘Nibbler’ Drone Creating Lessons Learned on Logistics, Counter-UAS. USNI News.

Loff, S (2017). International Space Station’s 3-D Printer. NASA.

Markillie, P. (2012). A third industrial revolution: Special report manufacturing and innovation. The Economist.

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