La Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), en colaboración con la AECIM (Asociación de Empresas del Comercio e Industria del Metal de Madrid) y en el marco del European Digital Innovation Hub (EDIH), ha sido el escenario de una demostración de tecnología de vanguardia, muestra del compromiso compartido de estas instituciones con el fomento del avance tecnológico y su aplicación práctica en el sector industrial. La iniciativa se enmarca en una estrategia más amplia para impulsar la transformación digital de la industria, haciendo que las innovaciones complejas sean accesibles y demostrando su valor tangible en los procesos de producción.

El propósito fundamental de esta jornada fue exhibir las últimas innovaciones en fabricación aditiva, comúnmente conocida como impresión 3D, y en robótica industrial avanzada. Se puso un énfasis especial en las capacidades del brazo robótico colaborativo ABB GoFa™ CRB 15000. El evento buscó tender puentes entre la investigación académica y la implementación industrial, ilustrando cómo estas tecnologías pueden redefinir los paradigmas de producción actuales.

Durante la demostración, los asistentes pudieron observar una variada gama de impresoras 3D, que utilizaban distintas tecnologías como FDM (Modelado por Deposición Fundida), SLA Láser y SLA LCD. Asimismo, se presentaron múltiples aplicaciones industriales del brazo robótico colaborativo, incluyendo la manipulación guiada por visión (Pick and Place), el control preciso de la fuerza para tareas delicadas, la teleoperación remota y el guiado manual intuitivo.

Innovación en Fabricación Aditiva: Las Impresoras 3D en Detalle

La impresión 3D, o fabricación aditiva, está revolucionando la forma en que los productos son diseñados, prototipados y producidos. Su capacidad para crear geometrías complejas, personalizar piezas y reducir el desperdicio de material la convierte en una herramienta indispensable para diversas aplicaciones industriales, desde el prototipado rápido hasta la producción de piezas bajo demanda y la fabricación de utillajes especializados.

A continuación, se presenta una tabla resumen de las impresoras 3D demostradas, destacando sus tecnologías y aplicaciones potenciales:

Creatbot D600Pro: Tecnología FDM para la Fabricación Industrial a Gran Escala

La impresora Creatbot D600Pro emplea la tecnología FDM (Fused Deposition Modeling), un proceso que construye objetos capa a capa extruyendo un filamento termoplástico fundido. Este equipo está diseñado específicamente para la fabricación industrial de piezas de grandes dimensiones, lo que la hace ideal para prototipos a escala real o componentes finales. Su doble cabezal permite la impresión con múltiples materiales o colores, o el uso de material de soporte soluble, optimizando la producción de componentes complejos y facilitando la creación de piezas con geometrías intrincadas. Para lograr un acabado óptimo y las propiedades mecánicas deseadas, esta impresora requiere un postprocesado mecánico.

Raise3D Pro2 Plus: Versatilidad FDM para Entornos de Producción

La Raise3D Pro2 Plus también utiliza la tecnología FDM y, aunque se clasifica como una impresora de sobremesa, destaca por su considerable volumen de construcción. Esta característica la hace adecuada para la creación de prototipos funcionales y piezas finales de tamaño considerable en entornos de producción. La impresora es compatible con una amplia gama de materiales, que van desde los termoplásticos convencionales como PLA y ABS, hasta materiales técnicos avanzados como nylon, copolíester, y filamentos reforzados con fibras de carbono o vidrio, así como materiales flexibles como FilaFlex y Flexfil. Esta versatilidad de materiales ofrece una gran flexibilidad para diversas aplicaciones industriales, permitiendo a los usuarios seleccionar el material más adecuado para las propiedades mecánicas y estéticas requeridas de la pieza. Al igual que la Creatbot D600Pro, la Raise3D Pro2 Plus también requiere un postprocesado mecánico para optimizar la calidad de las piezas.

Form 3 y Phrozen Sonic Mega 8k: Precisión y Velocidad con Tecnologías SLA (Láser y LCD)

Las impresoras Form 3 y Phrozen Sonic Mega 8k representan la vanguardia de las tecnologías de fotopolimerización. La Form 3 utiliza SLA Láser, mientras que la Phrozen Sonic Mega 8k emplea SLA LCD. Ambas tecnologías se basan en la solidificación de resinas líquidas fotosensibles mediante luz ultravioleta, ofreciendo una precisión y un nivel de detalle excepcionales. Estas impresoras de sobremesa son ideales para aplicaciones que demandan alta fidelidad, como prototipos de alta resolución, moldes de precisión, joyería, modelos dentales y piezas con geometrías intrincadas.

La Form 3 (SLA Láser) es reconocida por la finura de sus detalles y la calidad de su superficie, lo que la hace perfecta para aplicaciones donde la estética y la precisión dimensional son críticas. Por su parte, la Phrozen Sonic Mega 8k (SLA LCD) se distingue por ofrecer una velocidad de impresión significativamente mayor en comparación con la tecnología SLA Láser, aunque con una ligera reducción en la resolución. Esta diferencia la hace atractiva para producciones de volumen medio donde la velocidad es un factor determinante. Ambas impresoras requieren un proceso de post-curado y lavado para eliminar el exceso de resina y solidificar completamente la pieza, además de posibles acabados mecánicos para perfeccionar el resultado final.

La presencia de impresoras FDM y SLA en la misma demostración industrial subraya una tendencia fundamental en la fabricación moderna. En lugar de elegir una tecnología sobre otra, los entornos de producción avanzados están integrando múltiples procesos de fabricación aditiva para aprovechar sus fortalezas complementarias. Por ejemplo, FDM es excelente para para prototipado, posicionamiento de montaje e incluso piezas funcionales dependiente de las cargas de trabajo, mientras que SLA sobresale en detalles finos y superficies lisas. Esta integración permite optimizar la producción en función de los requisitos específicos de cada pieza, como la creación de utillajes y fijaciones con FDM, y moldes de precisión o prototipos de alta fidelidad con SLA.

Además, la mención consistente del «postprocesado mecánico» para FDM y el «lavado, curado y mecánico» para SLA destaca que la impresión 3D en entornos industriales rara vez es un proceso de «imprimir y listo». El éxito en la adopción de la fabricación aditiva depende de la consideración de todo el flujo de trabajo, incluyendo los pasos posteriores a la impresión. Esto implica que la tecnología de impresión seleccionada determina directamente los pasos de postprocesado necesarios, lo que a su vez impacta el tiempo total de producción y los costos asociados.

La Robótica Colaborativa de ABB: El GoFa™ CRB 15000 en Acción

El brazo robótico ABB GoFa™ CRB 15000 representa la vanguardia de la robótica colaborativa, o «cobots». A diferencia de los robots industriales tradicionales, que operan confinados en jaulas de seguridad, los cobots están diseñados para trabajar de forma segura «codo a codo» con los operadores humanos. Esta capacidad de interacción directa y segura está revolucionando la dinámica del lugar de trabajo, permitiendo una colaboración fluida y eficiente gracias a características de seguridad avanzadas y una programación intuitiva.

Robótica Colaborativa y sus Diversas Aplicaciones

Los cobots son equipos capaces de interactuar de forma segura y eficiente con personas en el mismo espacio de trabajo. Gracias a la inteligencia artificial y el machine learning, pueden aprender de los operarios y realizar tareas de alta precisión. Sus beneficios incluyen el aumento de la productividad, mayor precisión y calidad, mejora de la seguridad al asumir trabajos de riesgo, reducción de costos operativos, y una gran flexibilidad y escalabilidad para adaptarse a cambios en la producción. Además, dignifican el trabajo humano al liberar a los operarios de tareas repetitivas o peligrosas, permitiéndoles enfocarse en labores de mayor valor. Sus aplicaciones industriales abarcan desde el picking y el paletizado hasta la alimentación de máquinas, el ensamblaje y el control de calidad.

Pick and Place Guiado por Visión

Los robots «Pick and Place» recogen y colocan objetos, y al combinarse con visión artificial, pueden «ver» su entorno para detectar y medir la posición de las piezas con alta precisión. Esto les permite adaptarse a piezas de diferentes formas y tamaños, incluso en escenarios desorganizados. Las ventajas incluyen mayor precisión y velocidad, minimización de errores, operación 24/7, flexibilidad y adaptabilidad, reducción de costos y mejora de procesos. La integración con plataformas móviles permite que realicen estas tareas en múltiples ubicaciones.

Control de Fuerza (por ejemplo, Pulidos)

El control de fuerza permite a los robots aplicar un «tacto» preciso, similar a la mano humana, utilizando sensores de fuerza/par de 6 ejes. En tareas como el pulido o lijado, el robot mantiene una fuerza y velocidad constantes, garantizando un acabado uniforme y de alta calidad. Sus ventajas son la consistencia en la calidad, la liberación de tareas penosas para los operarios, la ampliación de las posibilidades de automatización a procesos delicados, y la ayuda para cubrir la escasez de mano de obra cualificada. La programación es sencilla gracias a su software integrado.

Guiado Manual

El guiado manual, o «Hand Guiding», es un método intuitivo para enseñar tareas a un robot simplemente moviendo físicamente su brazo a la posición deseada. El robot «aprende» los puntos o la secuencia de movimientos sin necesidad de programación compleja. Esto ofrece facilidad de uso, elimina la necesidad de programación tradicional, reduce los tiempos y costos de formación, proporciona flexibilidad para adaptarse a nuevas tareas y permite una interacción segura entre el operario y el robot.

Conclusiones

La demostración tecnológica realizada en la UC3M, en colaboración con AECIM y en el marco del EDIH, ilustró de manera contundente el potencial transformador de la fabricación aditiva y la robótica colaborativa. Estas tecnologías no representan meras mejoras incrementales, sino cambios fundamentales que elevan la productividad, la precisión, la seguridad y la flexibilidad en diversos sectores industriales. Son, sin duda, motores cruciales para la transformación digital en curso de la industria.

El evento puso de manifiesto el papel vital de marcos colaborativos como el EDIH, respaldados por instituciones académicas de prestigio como la UC3M y asociaciones industriales como AECIM, en el fomento de la innovación. Al acercar la investigación de vanguardia y las aplicaciones prácticas directamente a las empresas, estas iniciativas aceleran la adopción de tecnologías avanzadas, asegurando que las industrias españolas y europeas mantengan su competitividad y se posicionen a la vanguardia del panorama tecnológico global.

El futuro de la fabricación es, innegablemente, colaborativo y digitalmente impulsado. Como se pudo apreciar con el brazo ABB GoFa™ y la gama de impresoras 3D presentadas, la tendencia se dirige hacia una automatización más inteligente, adaptable y amigable con el ser humano. Los desarrollos futuros se centrarán probablemente en una autonomía aún mayor, una interacción humano-robot mejorada, el uso de materiales más sostenibles para la impresión 3D y la integración perfecta de estas tecnologías en ecosistemas holísticos de fábricas inteligentes. La demostración sirvió como un potente vislumbre de este emocionante futuro, donde la tecnología empodera el potencial humano y genera una eficiencia industrial sin precedentes.

La naturaleza integral de las tecnologías demostradas, desde la creación de materiales mediante impresión 3D hasta la manipulación robótica altamente adaptable, sugiere una visión holística de la Industria 4.0. No se trata solo de máquinas individuales, sino de cómo estas tecnologías dispares pueden integrarse para crear líneas de producción más inteligentes, flexibles y eficientes. El evento en sí, al ser una colaboración entre diversas entidades, refleja esta integración a nivel de ecosistema. El evento destaca que el éxito en el cambiante panorama industrial dependerá no solo de la adopción de tecnologías individuales, sino de fomentar entornos colaborativos donde diversas innovaciones puedan explorarse, integrarse y escalarse para satisfacer las demandas dinámicas del mercado y abordar desafíos globales como la sostenibilidad.

Si te interesa esta tecnología y quieres testearla para tu proyecto, no lo dudes y escríbenos a contacto@edihmadrid.org