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
2
Contenido
-Introducción-Impresión 3D (Manufactura aditiva) -Materiales Inteligentes-Fábricas Inteligentes-Conclusiones
3
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
4
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
7Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser . 2013.
Rayo láserPolvo sueltoPolvo sinterizado
1 Laser2 Espejo3 Rodillo4 Polvo5 Almacenaje del polvo6 Cámara de proceso7 Pieza
Proceso de Manufactura AditivaEjemplo: Laser Sintering
8
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
10
Rapid Prototyping Para verificar concepto
11Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser . 2013.
Rapid Prototyping Prototipo Funcional
Niveles de aplicación de la Manufactura Aditiva
Rapid Manufacturing – Direct Manufacturing
Puente dental Motor de automovil Laser Sintering /- Melting
12Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser . 2013.
Niveles de aplicación de la Manufactura Aditiva
Rapid Manufacturing – Direct Tooling
Molde con canales de refrigeración integrados. CAD / Selective Laser Melting
13Adaptado de: Gebhardt, Andreas. Generative Fertigungsverfahren. Hanser . 2013.
Niveles de aplicación de la Manufactura Aditiva
14
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
15
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
18
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
Adaptado de: Jörg Krüger. Industrie 4.0 - Neue Potentiale für die Automatisierung. EWF.2014. Fraunhofer IPK und IWF Berlin
En el camino hacia la Fábrica Inteligente
19
Adaptado de: Jörg Krüger. Industrie 4.0 - Neue Potentiale für die Automatisierung. EWF.2014. Fraunhofer IPK und IWF Berlin
En el camino hacia la Fábrica Inteligente
20
21
En el camino hacia la Fábrica Inteligente
Adaptado de: Jörg Krüger. Industrie 4.0 - Neue Potentiale für die Automatisierung. EWF.2014. Fraunhofer IPK und IWF Berlin
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
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.
26
Gracias por su atenciónContacto:
Carlos Julio Cortés-Rodríguez. PhD.Facultad de Ingeniería Universidad Nacional de Colombia
E-mail: [email protected]