Posgrado en

Diseño Avanzado en Fabricación Aditiva

Los estudiantes de la primera promoción del máster en Fabricación Aditiva de la UPC School han presentado sus proyectos finales en el Digital Lab de ESEIAAT-UPC. La sesión, que se desarrolló en formato concurso elevator pitch , contó con la asistencia de una treintena de empresas y profesionales del sector . En concreto, han sido 7 proyectos que proponen innovaciones en productos deportivos, de salud, ocio o mejoras de procesos para la industria de la fabricación 3D. Todas las propuestas hechas por los estudiantes resuelven problemas reales planteados por empresas, lo que demuestra la orientación práctica y aplicada con la que se concibe esta formación . La fabricación aditiva ha llegado para revolucionar la producción industrial y la forma de pensar y diseñar todo tipo de productos finales. Todos los objetos creados por los estudiantes tienen la particularidad de haber sido elaborados con la estructura llamada lattice , que incorpora en la composición de los objetos formas en tres dimensiones repetidas a lo largo de un volumen determinado, como si fueran celdas. Este tipo de estructura permite aliviar el peso de los productos, ahorrar grandes cantidades de material para su fabricación y prescindir de los interiores macizos . Los estudiantes del máster, con sus propuestas, demostraron su talento siendo agentes pioneros en el cambio tecnológico que vivirá la industria en los próximos años : Roger Arnau ha creado una nueva almohada fabricada en 3D para sillas de ruedas . La almohada es transpirable y regulable con las manos para cambiar puntos de presión; también es anti llagas y se puede personalizar según las características fisiológicas o las necesidades de cada usuario para evitar que aparezcan llagas . Gerard Masnou ha creado un novedoso sistema de embalaje para productos fabricados con impresión 3D de baja producción. Se trata de un sistema modular que diseña y construye el empaque con materia vegetal reciclada. Su valor radica en el hecho de ofrecer unas directrices para cambiar siempre que se desee los moldes o la forma adecuada para cada producto a empaquetar. De este modo, las empresas de fabricación aditiva de baja producción se vuelven más autónomas y ahorran recursos en la contratación externa . Jordi Callau ha diseñado y fabricado una espaldera protectora de seguridad para deportes de riesgo . Este producto se puede personalizar según las características fisiológicas de cada usuario, lo que aporta un valor diferencial respecto a otras espalderas que existen en el mercado . Mario Pinto ha diseñado y fabricado un casco para la práctica del taekwondo . La fabricación del casco, con material TPV y Elastic 5 VA, permite absorber y amortiguar los golpes. Igualmente, este producto permite la personalización para cada usuario, de forma que se adapta perfectamente a cada persona. Johny Alexander Aristazábal ha creado un nuevo proceso de análisis de la calidad para productos y prendas fabricadas con impresión 3D . Este nuevo sistema está basado en la inteligencia y la visión artificial, lo que aumenta la eficacia de los controles de calidad y la fiabilidad de la trazabilidad. Actualmente, este proceso de revisión de las piezas producidas en 3D se realiza manualmente. Por tanto, la aplicación del deep learning en estas tareas aumentará también la productividad . Cesc Gudayol y Gema Sánchez han desarrollado un estudio de viabilidad económica en la implementación de la fabricación aditiva en los procesos de producción de una empresa que ha visto cómo crece la demanda de algunos de sus productos por parte de sus clientes. Su propuesta permite a la empresa tomar las decisiones sobre futuras inversiones en esta tecnología . Marta Martínez y Víctor Lozano han diseñado una prótesis para una niña de 13 años que padece una enfermedad poco común, el síndrome de MRKH o agenesia vaginal . Han trabajado en la construcción de una vagina 3D de silicona que se le implantará el próximo mes. El proyecto "Lilium Project" tendrá una aplicación directa en el mundo de la medicina sanitaria de precisión y demuestra el potencial de la impresión en 3D en el campo de la cirugía . La sesión se estructuró en formato concurso elevator pitch , con un tribunal formado por Ramon Pastor (HP), Antoni Gil (HP y dirección del máster), David Adrover (IAM3DHUB) y Marcel Macarulla (UPC y dirección del máster), que deliberaron las propuestas ganadoras. Los criterios que se tuvieron en cuenta a la hora de elegir las propuestas ganadoras fueron: la solidez de la propuesta de valor, los componentes innovadores de la idea, la escalabilidad nacional e internacional y la calidad de la presentación y la capacidad de respuesta a las preguntas . Por último, los objetos ganadores fueron Roger Masnou , por su almohada fabricada en 3D con estructura de látex para sillas de ruedas, y Marta Martínez y Víctor Lozano por su Lillium Project. Ambos tendrán la oportunidad de desarrollar su trabajo durante seis meses en la 3D Incubator de Leitat y el Consorcio de la Zona Franca .

La empresa IUL Instruments , dedicada a ofrecer soluciones de automatización para laboratorios de microbiología, propuso a los alumnos del máster en Fabricación Aditiva un nuevo reto: desarrollar un prototipo de dispensador para placas de Petri en impresión 3D que mejore las prestaciones del modelo Petri Labeler que actualmente está comercializando la compañía para su uso en laboratorios. Los estudiantes se repartieron en tres grupos de trabajo y una vez desarrollados los prototipos presentaron las soluciones diseñadas delante de un tribunal, formado tanto por docentes del programa como por miembros de la empresa. Este tribunal estaba integrado por Clara Remacha, del equipo de Incubación de Nuevas Aplicaciones y Nuevos Negocios de Impresión 3D en HP; Jordi Giménez, Application Technical Consultant sobre 3D Printing en HP; Marc Nicolau, cofundador de Kin; Víctor Font, cofundador de IUL, y Vicenç Font, CEO de IUL. IUL abre este tipo de colaboraciones universidad-empresa para seguir innovando en soluciones que proporcionen un control microbiológico más cómodo, seguro y fiable para la industria. La empresa valoró muy satisfactoriamente los 3 prototipos diseñados. Estos dispensadores están basados ??en el modelo Petri Labeler, Preprinted Barcode Labels Adhesive, que la empresa lanzó en 2016. Las soluciones propuestas por los alumnos han buscado innovar en el etiquetado automático de los códigos de barras en las paredes de las placas de Petri y en el funcionamiento del dispensador, tan simple como alimentar a un montón de placas de Petri en un extremo, pulsar el botón de inicio y recoger placas etiquetadas en el otro extremo. La fabricación aditiva tiene el potencial de transformar por completo el modelo productivo en los próximos años. El máster en Fabricación Aditiva de la UPC School busca formar profesionales altamente cualificados en estas tecnologías de impresión 3D para que adquieran el rigor metodológico y las habilidades necesarias que harán redefinir el paradigma de producción actual y sacudir el mercado con productos y modelos de negocio innovadores. El 17 de febrero de 2023 se pondrá en marcha una nueva edición del programa.

El presidente de la Generalitat de Catalunya, Pere Aragonès, inauguró el pasado jueves UPC FAB Terrassa, una red de laboratorios de la Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual (ESEIAAT) de Terrassa. UPC FAB Terrassa es una iniciativa pionera que incorpora equipamientos de alta gama tecnológica para la docencia, investigación y transferencia de tecnología en el ámbito de la fabricación aditiva . Marcel Macarulla, director académico del máster en Fabricación Aditiva, explicó durante la inauguración el funcionamiento de estos laboratorios, que acogerán a partir del próximo curso las clases prácticas del máster . Los nuevos equipamientos cuentan con cuatro espacios diferenciados, pero que quedan integrados conceptualmente como un ecosistema, donde los estudiantes podrán idear y trabajar sus propios proyectos, asistir y participar en clases prácticas y utilizar equipamientos de última generación en el ámbito de la impresión 3D : Digital Lab : Se trata de un taller de diseño y producción de objetos virtuales y físicos mediante la utilización de máquinas de fabricación aditiva (impresoras 3D), de fabricación sustractiva, cortadoras láser y fresadora CNC para la realización de maquetas y prototipos de base plástica. Cuenta con la última tecnología en fabricación aditiva, proporcionada por HP. Los estudiantes del máster en Fabricación Aditiva desarrollarán en este espacio sus clases. El Digital Lab integra también el Hub de Innovación en Fabricación Digital HP-UPC, cuyo objetivo es promover el conocimiento y facilitar a la comunidad de la UPC la interacción con las tecnologías más avanzadas de la industria 4.0 y la fabricación digital . Factory Lab : Gran espacio de prototipado analógico equipado con herramientas eléctricas y de bancadas para el uso docente y de investigación, orientado a que los estudiantes aprendan ingeniería haciendo ingeniería. Además, está equipado con dos impresoras de hormigón 3D de gran formato, que permiten realizar piezas de hasta 4x4 m2. Creative Lab : Programa para el desarrollo de proyectos interdisciplinares orientados a complementar la formación académica del estudiantado. Cuenta con un aula diseñada explícitamente para el trabajo colaborativo, el debate y la generación de ideas . Space Lab : Espacio que apoya a iniciativas y actividades relacionadas con la ingeniería del espacio que se desarrollan en ESEIAAT. UPC FAB Terrassa también apoyará a startups y empresas en la introducción y adopción de la fabricación 3D aditiva tanto en el desarrollo de productos como en la implementación de utillajes para la industria . La UPC School, con la colaboración de HP como socio estratégico, abre inscripciones para la 2ª edición  del máster en Fabricación Aditiva , que empezará el 7 de octubre en modalidad semipresencial. Este programa ayuda a los profesionales del diseño y la fabricación a redefinir el paradigma de producción actual y sacudir el mercado con productos y modelos de negocio innovadores en el marco de la fabricación aditiva .

Marcel Macarulla, doctor e ingeniero industrial por la UPC, Antoni Gil, ingeniero de telecomunicación y project manager en HP, y Jordina Arcal, ingeniería química, emprendedora y profesora en la UPC, además de premio MIT a la innovación en menores de 35 años, dirigen y coordinan el nuevo máster en Fabricación Aditiva que la UPC School pondrá en marcha en enero de 2021. En esta entrevista nos cuentan cuáles son las ventajas que introduce la fabricación aditiva en el contexto de digitalización actual y qué competencias deberán tener los profesionales que lideren la implementación de la impresión 3D en la industria. Últimamente, en el contexto de la 4ª revolución industrial, se ha oído hablar mucho de la Fabricación Aditiva. ¿Nos podéis explicar en qué consiste y qué cambios introducirá en el tejido productivo? Las tecnologías de fabricación aditiva permiten fabricar productos aplicando el material solamente allí donde se necesita y de manera controlada, en contraposición a las metodologías tradicionales de sustracción o moldeo, que se basan en extraer material de un bloque hasta obtener la pieza final, o en dar forma mediante las cavidades de un molde. En el sector de la fabricación aditiva encontramos diferentes tecnologías, como la fotopolimerización, la extrusión de material, la fusión de la cama de polvo, la deposición de energía dirigida o bien la inyección de material entre otros, y cada una tiene sus ventajas e inconvenientes, muy importantes a considerar para escoger la mejor tecnología para una aplicación en concreto. Los avances que han tenido lugar en las tecnologías de fabricación aditiva en los últimos años han permitido que estas se dejen de ver únicamente como una tecnología de prototipado rápido y las empresas hayan empezado a adoptarlas como tecnologías para la producción de pieza final. Cada vez más hay más empresas que visionan y desarrollan sus nuevos productos pensados ??para ser producidos con tecnologías de fabricación aditiva. La industria 4.0 promueve la conectividad y flexibilidad en el sistema productivo, esto es un punto clave del cual la fabricación aditiva se beneficia. En este contexto, la fabricación aditiva permite a las empresas conseguir costumización en masa a un precio competitivo, así como flexibilidad para mejorar en cualquier momento los diseños de las piezas ya en producción sin suponer un sobrecoste. Este hecho supone un cambio de paradigma en el tejido productivo y su cadena de valor. ¿Qué ventajas tiene para las empresas la fabricación aditiva frente a la fabricación convencional? Los principales beneficios que comparten la gran mayoría de las tecnologías de fabricación aditiva son principalmente: la capacidad de fabricar geometrías altamente complejas, incluso no posibles con otros procesos de fabricación tradicionales; el bajo coste de la fabricación para series cortas, ya que no se necesitan elementos auxiliares como moldes o utillajes; la capacidad de personalizar productos a gran escala o la flexibilización de la manufactura con la iteración y mejora de un diseño ya en producción. También permite reducir el tiempo de lanzamiento de un producto en el mercado, ya que se puede validar e iterar un diseño con ciclos de tiempo muy cortos, entre otras ventajas. ¿En qué punto de madurez se encuentra la implementación de la fabricación aditiva en las empresas? Las tecnologías de fabricación aditiva aplicadas al prototipado rápido están muy consolidadas dentro de las empresas, pero en los últimos años ha habido un cambio de paradigma y actualmente tenemos muchos ejemplos, en diferentes verticales, de piezas y producto final producidos con tecnologías de fabricación aditiva. Por ejemplo, BMW ha incorporado la tecnología de fabricación aditiva para personalizar componentes del interior y exterior de vehículo; HP está utilizando la fabricación aditiva para producir parte de sus impresoras consiguiendo la integración de muchas piezas en una sola más compleja y reduciendo el coste de producción; o SMILE DIRECT está "imprimiendo" moldes de la dentadura para la producción masiva de correctores dentales personalizados. También en el sector aeroespacial se utiliza la fabricación aditiva para producir piezas con diseños complejos, muy resistentes y muy ligeras; como también en el mundo del motor y la competición, entre otras muchas aplicaciones. Podríamos decir que la tecnología está preparada para la adopción en masa por parte de las empresas y para ser utilizada no solo en prototipado sino en producción, pero hay una falta de profesionales preparados que potencien los beneficios de la fabricación aditiva y lideren la adopción de estas dentro del tejido productivo. Tal y como ha ocurrido en otras tecnologías disruptivas, quizás el crecimiento del sector se ha producido de manera mucho más acelerada que la capacidad de adaptación de sus profesionales. ¿Es así? Exacto, la fabricación aditiva es un cambio de paradigma. Tradicionalmente a los ingenieros se les ha formado en tecnologías sustractivas o de moldeo. Esto hace que, inconscientemente, durante el proceso de diseño en fabricación aditiva tengan en cuenta las limitaciones de las tecnologías tradicionales. La fabricación aditiva da mucha más flexibilidad de diseño, ya que permite hacer geometrías mucho más complejas que no están al alcance de las tecnologías de fabricación tradicionales. Esto implica tener que utilizar nuevos softwares que permiten aprovechar al máximo las posibilidades de libertad de diseño, como bien el diseño generativo, las estructuras lattice o la optimización topológica. Todos estos cambios han aparecido rápidamente y los profesionales y las empresas no han tenido tiempo de adaptarse y formarse en el ámbito de la fabricación aditiva, ralentizando en algunos casos la adopción y generando frustración. En enero pondréis en marcha la 1ª edición del máster en Fabricación Aditiva de la UPC School. ¿Para quién está pensada esta formación y qué competencias profesionales aporta? Esta formación está pensada para aquellos profesionales que quieran reconvertir su carrera, así como para recién titulados que quieran completar su formación en el ámbito de la fabricación aditiva. En cuanto a las competencias nos focalizamos en diferentes ámbitos: conocimientos, habilidades y estrategia en la fabricación aditiva, así como metodologías de diseño. El máster está pensado para dar una formación holística a los participantes: enseñaremos no únicamente conocimientos técnicos sino también aquellos conocimientos soft necesarios para ser un buen profesional en la industria. Así, la enseñanza estará basada en metodologías colaborativas y en grupos multidisciplinares, haciendo uso de herramientas que permitan el trabajo en equipos distribuidos, replicando la realidad que luego se encontrarán en las empresas. ¿Qué experiencia profesional en el ámbito aporta su cuadro docente? El cuadro docente está formado básicamente por profesionales del sector de la fabricación aditiva y por profesionales expertos en sus ámbitos de conocimiento (como la innovación, gestión de equipos, etc.). En cuanto a los expertos en fabricación aditiva, en el máster participan desde profesionales que se dedican al diseño y desarrollo de maquinaria para la fabricación aditiva (como ingenieros o desarrolladores de negocio de HP), profesionales que utilizan las tecnologías de fabricación aditiva para diseñar nuevos productos, y expertos que se dedican a proveer materiales complementarios a las tecnologías de fabricación aditiva (como adhesivos, postprocesado, etc.). En este máster hemos querido incorporar profesionales de todo el ecosistema de la fabricación aditiva para dar una visión completa de las posibilidades de la tecnología y sus aplicaciones. En el máster colabora HP, empresa pionera en tecnología de impresión 3D. ¿Cuál es su papel dentro del programa? HP ha ayudado a definir la estructura y el contenido del máster. Además, participa en la dirección y cuenta con la colaboración de ingenieros expertos en la tecnología, que participarán en la impartición de las asignaturas. Por otra parte, HP ha equipado el FabLab de ESEIAAT (Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa), que es donde se llevarán a cabo las clases presenciales del máster, con una impresora 3D HP Jet Fusion Color serie 580. De este modo, los estudiantes del máster podrán hacer prácticas con maquinaria equivalente a la que existe en la industria. ¿En qué modalidad se propone el máster? El máster se propone en una modalidad semipresencial. Como norma general, 2-3 horas a la semana se realizarán actividades en remoto asíncronas. El resto de actividades se realizarán o bien de manera presencial o remota síncrona. La situación actual de la pandemia nos ha dado la oportunidad de replantear las sesiones presenciales para asimilar una enseñanza lo más próximo posible a la realidad actual de las empresas, que se han visto obligadas a teletrabajar en equipos distribuidos. Hemos preparado las clases para que se puedan realizar tanto de forma presencial como en remoto, para podernos adaptar a la situación que requiera cada momento. Creemos que esto favorecerá que los estudiantes también aprendan estas metodologías de trabajo y nos ayudará a diferenciar el máster de otros, ya que se trabajarán competencias que muchas veces quedan olvidadas en otros programas.