11-Carlos-Alberto-NARVAEZ

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Simposio 4ª Revolución Industrial
La Manufactura Aditiva como parte 
central de la Industria 4.0
Carlos Alberto Narváez Tovar, PhD.
Universidad Nacional de Colombia – Sede Manizales
Auditorio R – Campus la Nubia
Bogotá, 8 de octubre de 2018
1
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Contenido
• ¿Qué es la Manufactura Aditiva (AM)?
• Megatendencias de la AM
• Oportunidades para Colombia
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Procesos de Manufactura
Sustracción Conformación
Fundición Adición
3
[1] [2]
[3] [4]
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“Additive manufacturing (AM), also 
known as 3D printing, uses computer-
aided design to build objects layer by 
layer”
4
American Society of Testing and Materials - ASTM [5]
Modelo 
CAD 3D
Archivo 
STL
Corte 
por 
capas
Sistema 
AM
Acabado 
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“3D printing is the operation at the heart of 
additive manufacturing”
Peter Zelinski. Editor-in-chief, Additive Manufacturing [6]
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La AM superó 7.3 billones de dólares en 
el 2017
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Fuente: UPS [8]
• Representa 0,04% 
del mercado de 
manufactura global
• Norteamérica y 
Europa representan 
un poco más de 2/3 
de los ingresos del 
mercado
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El uso de la Impresión 3D tiende hacia las partes 
funcionales
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Partes Funcionales
29%
Prototipo
18%
Otros
33%
Prueba visual de concepto
10%
Moldes y herramental
10%
Adaptado de UPS [8]
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Materiales para impresión 3D
8Fuente: Stratasys [9]
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La AM es una de las diez megatendencias
industriales
Personalización 
masiva
Empoderamiento 
del cliente
Democratización 
del diseño y 
manufactura
Producción en el 
lugar de uso
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10
Fuentes: [10], [11] y [12]
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http://enablingthefuture.org/
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El índice de Impresión 3D mide como un país apoya la AM
Impresión 3D (50%)
• Venta de impresoras
• Impresoras instaladas
• Solicitudes de 
patentes
Demanda (10%)
• Consumo per cápita
• Tamaño del mercado 
doméstico
Comercio (10%)
• Importaciones y 
Exportaciones
• Inversión Extranjera
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Personas (10%)
• Graduados en 
ciencia e ingeniería
• Disponibilidad de 
habilidades digitales
Gobernanza (10%)
• Estabilidad política
• Legislación
• Propiedad 
intelectual
Tecnología (10%)
• Penetración del 
internet
• Inversión en I+D
• Capacidad de 
innovación
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18Adaptado de A.T. Kearney [13]
Followers: “To move ahead, they will need 
government engagement and policies 
that promote technology adoption and 
infrastructure development”
Leaders
Challengers
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Recomendaciones a los empresarios
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Integrar la AM a 
su cadena de 
suministro
Revisar 
su 
estrategia
Aceptar el 
reto
Adaptado de KPMG [14]
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Caminos para nuevos negocios
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Camino III – Evolución del Producto
• Personalización
• Incremento de 
desempeño/funcionalidad
• Costo cero por incrementar 
complejidad
Camino IV – Evolución del modelo de 
negocio
• Personalización masiva
• Empoderamiento del cliente 
• Manufactura en el lugar de uso
• Desintermediación de la cadena
Camino I – Estasis
• Diseño y prototipado rápido
• Producción de herramientas 
personalizadas
• “No se aceptan cambios”
Camino II – Evolución de la cadena
• Manufactura cerca del punto de 
uso
• Flexibilidad y capacidad de 
respuesta
• Reducción de inventario
Impacto en la cadena de proveedores
Im
p
ac
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Composición del mercado para el 2025
Automotriz
20%
Electrónica de 
consumo
28%
Aeroespacial
15%
Médico y dental
16%
Industrial
12%
Arquitectura
4%
Otros
5%
21Adaptado de Frost & Sullivan [10]
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ejemplo del sector médico
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Microtia
Malformación 
congénita
Cartílago, implante 
Medpor o prótesis
6,4 por cada 
10 000 niños
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Escaneo 3D CAD
Caracterización 
Materiales
Impresión 3D
PLA
Layfom 40
PCL
ejemplo del sector médico
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ejemplo del sector médico
Medición de defectos de impresión 
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ejemplo del sector médico
Ensayos de tracción en máquina universal 
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Conclusiones
• La impresión 3D es una parte central de la industria 4.0
• Las claves están en:
– El empoderamiento del cliente
– La personalización masiva
– Producción en el lugar de uso
– La democratización del diseño y la manufactura
• El sector necesita apoyo gubernamental
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Agradecimientos
• Jessica Zuleima Parrado, Ingeniera mecánica, 
Universidad Nacional de Colombia.
• Voxel3d http://voxel3d.net/
27
http://voxel3d.net/
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¡Muchas gracias!
Carlos Alberto Narváez Tovar, PhD.
canarvaezt@unal.edu.co
Oficina 402 Edificio 453
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Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá
28
mailto:canarvaezt@unal.edu.co
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Referencias
[1] WARDjet. An example of a 5-Axis waterjet cutting head used to cut complex 3-Dimensional 
parts on a CNC waterjet cutting machine. <https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:5-Axis-
Waterjet-Cutting-Head.jpg >. Consultado 18-09-2018.
[2] NearEMPTiness. Schmieden von Damaszener Stahl im LVR-Industriemuseum Solingen. 
<https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Forging_of_Damascus_Steel_in_Solingen_02.JPG>. 
Consultado 18-09-2018.
[3] Allen Drebert. Pouring molten gold into ingot mold at La Luz Mine. 
<https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Pouring_gold.jpg>. Consultado 18-09-
2018.
[4] Jonathan Juursema. A photo of the printing head of a FELIX 3D Printer in action. 
<https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Felix_3D_Printer_-_Printing_Head_Cropped.JPG>. 
Consultado 18-09-2018.
29
https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:5-Axis-Waterjet-Cutting-Head.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Forging_of_Damascus_Steel_in_Solingen_02.JPG
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Pouring_gold.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Felix_3D_Printer_-_Printing_Head_Cropped.JPG
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Referencias
[5] ASTM international. Additive manufacturing overview. 
<https://www.astm.org/industry/additive-manufacturing-overview.html>. Consultado 19-
09-2018.
[6] Peter Zelinski. Additive Manufacturing and 3D Printing Are Two Different Things. 
Additive Manufacturing magazine, 08-04-2017. 
<https://www.additivemanufacturing.media/columns/additive-manufacturing-and-3d-
printing-are-two-different-things>. Consultado 19-09-2018.
[7] Roland Berger. Additive manufacturing in Aerospace and Defense. Roland Berger, 2017.
[8] UPS. 3D printing: The next revolution in Industrial Manufacturing. 2016.
30
https://www.astm.org/industry/additive-manufacturing-overview.html
https://www.additivemanufacturing.media/columns/additive-manufacturing-and-3d-printing-are-two-different-things
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Referencias
[9] Stratasys. Additive Manufacturing Understanding the business drivers for technology 
adoption, 2016.
[10] Mohamed Hassan. 3d printer <https://pixabay.com/en/technology-3d-print-printer-
cad-3261750/>. Consultado 06-11-2018.
[11] splotramienny. Prostetic Proteza 3d print <https://pixabay.com/en/prostetic-proteza-
3d-print-druk-1273183/>. Consultado 06-11-2018.
[12] Petr Dlouhý. Blank world map with blue oceans 
<https://ia.m.wikipedia.org/wiki/File:A_large_blank_world_map_with_oceans_marked_in_
blue.svg>. Consultado 06-11-2018.
31
https://pixabay.com/en/technology-3d-print-printer-cad-3261750/
https://pixabay.com/en/prostetic-proteza-3d-print-druk-1273183/
https://ia.m.wikipedia.org/wiki/File:A_large_blank_world_map_with_oceans_marked_in_blue.svg
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Referencias
[13] KPMG. Industrial Manufacturing Megatrends Research, 2014.
[14] Sean Monahan y otros. 3D printing: Disrupting the $12 Trillion Manufacturing Sector. 
A.T. Kearney, Inc., 2017.
[15] Shapeways. Brass 3D Prints by Shapeways
<https://www.flickr.com/photos/51579195@N02/12092209685>. Consultado 18-09-2018.
[16] 3DPrinthuset (Denmark). 3D printer nozzle in action - Building on demand (BOD) 
project <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:BOD_printer_nozzle.jpg>. Consultado 
18-09-2018.
32
https://www.flickr.com/photos/51579195@N02/12092209685
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:BOD_printer_nozzle.jpg