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Sep 27, 2023

DEVENS — A unas 40 millas al noroeste de Boston, en un edificio plateado brillante en una calle larga y abierta, hay una fábrica.

Una fábrica de lo más inusual.

No hay una línea de montaje ruidosa. No hay línea de montaje en absoluto.

Solo una fila de altas máquinas blancas que zumban como servidores en un centro de datos.

Dentro de cada uno, un pórtico se mueve rápidamente de lado a lado, entrenando el poder de 150 rayos láser en un lecho de polvo metálico debajo. El polvo se derrite y solidifica en capas, ninguna más gruesa que un cabello humano. Y con el tiempo, toma forma una placa de piezas imposiblemente intrincadas.

Podrían ser componentes de motores de misiles. Podrían ser partes de implantes de rodilla de titanio. Estas máquinas pueden cambiar de la guerra a la medicina de la noche a la mañana.

Es fácil, de verdad.

"Solo necesitamos cambiar las instrucciones", dice John Hart, de pie en el piso de la fábrica en una tarde reciente. "Solo tenemos que cambiar el código".

Hart es profesor de ingeniería mecánica en el MIT y cofundador de la startup más interesante de Estados Unidos.

Se llama VulcanForms. Está valorado en más de mil millones de dólares.

Y está a la vanguardia de un impulso para transformar la impresión 3D de una tecnología de nicho, más conocida por la creación de prototipos de nuevos productos y la experimentación de clase artística, en una fuerza industrial.

Eso no reemplazará la fabricación barata y cotidiana que se desplazó al extranjero hace mucho tiempo.

Pero podría ayudar a marcar el comienzo de algo nuevo: un industrialismo de alta tecnología dirigido directamente a los problemas más apremiantes del país.

¿Preocupado por la dependencia estadounidense de una China cada vez más hostil? La construcción de componentes de alta gama aquí podría ayudar a Estados Unidos a liberarse. ¿Desigualdad? Un retorno de empleos manufactureros bien remunerados lo aliviaría. Y la impresión 3D de próxima generación también podría desempeñar un papel importante en la desaceleración del cambio climático.

VulcanForms y sus competidores ya están dando una idea de lo que es posible; pueden fabricar algunas piezas de metal con la mitad de energía y una décima parte de los materiales de una fábrica típica.

Pero Hart dice que eso es solo el comienzo.

Él está imaginando un tiempo, dentro de 20 o 30 años, cuando compañías como VulcanForms se conecten a la energía de fusión o alguna otra fuente completamente ecológica, aprovechen una inteligencia artificial muchas veces más poderosa que la que está disponible en la actualidad, y produzcan innovaciones líderes en el mundo que puedan Ni siquiera se puede concebir ahora.

"Es súper, súper emocionante", dice.

Y un poco de vueltas de cabeza, también.

Después de todo, no fue hace mucho tiempo que la impresión 3D parecía un fracaso.

En 1945, un pulposo escritor de ciencia ficción llamado Murray Leinster publicó un cuento llamado "Las cosas pasan".

Estuvo repleto de "cosmoquakes" y actos heroicos que salvaron al mundo.

Pero también imaginó un curioso dispositivo que Leinster llamó "constructor".

A diferencia de una máquina estándar que producía "una parte en particular", el constructor podía leer los diseños de casi cualquier cosa y convertirlos en "dibujos en el aire".

"El proceso fue exactamente el de un insecto que hace girar un capullo, excepto que el resultado no fue una masa de hilos pegados, sino una pared sólida de plástico duro como el vidrio, fuerte como el acero, pero mucho más liviana", escribió Leinster.

La realidad tardaría años en ponerse al día con la ciencia ficción. Pero eventualmente lo hizo.

Los inventores presentaron patentes para las predecesoras de las impresoras 3D actuales a principios de la década de 1970. Hubo mejoras técnicas en la década de 1980. A fines de la década de 1990, los investigadores de la Universidad de Wake Forest imprimieron los componentes básicos de una vejiga humana. Y en el otoño de 2009, la tecnología parecía estar lista para su momento de ruptura.

Fue entonces cuando Bre Pettis, un empresario carismático con gruesos anteojos negros y una mata de cabello desordenado, subió al escenario en un evento llamado Ignite NYC y declaró el comienzo de una segunda revolución industrial.

"Tenemos una máquina que hace objetos en 3D", le dijo a la multitud, "y es increíble".

Su compañía, MakerBot, estaba ofreciendo una máquina de escritorio que llevaría el poder de la fábrica a las masas. "Puedes ser el magnate haciendo las cosas tú mismo", dijo. Y la prensa se lo comió.

MakerBot apareció en Rolling Stone y The New York Times. Y Wired publicó una foto de portada de Pettis sosteniendo una de sus impresoras de vidrio junto con el titular "Esta máquina cambiará el mundo".

Esa predicción, sin embargo, resultó exagerada.

Pettis tuvo problemas para reducir el costo de las máquinas. Y el mercado de impresión en casa no era tan sólido como esperaba. En 2013, vendió MakerBot y la prensa siguió adelante.

La impresora 3D, al parecer, estaba destinada a ser recordada como una novedad.

Pero incluso cuando la tecnología se estaba desvaneciendo de los titulares, estaba ganando terreno en el lado industrial.

Aquí se conocía como "fabricación aditiva", una referencia al hecho de que las impresoras 3-D construyen productos desde cero en lugar de cortarlos, fresarlos o "sustraerlos" de piezas más grandes de material.

El proceso permite geometrías complejas que las fábricas típicas no pueden producir, y varias grandes empresas estaban intrigadas.

Stryker, una empresa de tecnología médica con sede en Kalamazoo, Michigan, imprime implantes espinales. Y GE Aerospace usa las máquinas para construir boquillas de combustible para sus motores a reacción; en lugar de soldar 20 piezas separadas, como lo hacía antes, el fabricante imprime una sola pieza entera que es sustancialmente más liviana que su predecesora.

Aquí, en Greater Boston, que se ha convertido quizás en el grupo de impresión 3D más importante del mundo, varias empresas se han centrado en construir las propias máquinas.

Incluyen Desktop Metal (que se está fusionando con la firma estadounidense-israelí Stratasys), MarkForged y Formlabs, una compañía de $ 2 mil millones en el borde de un centro comercial de Somerville que fabrica máquinas para laboratorios dentales y las industrias de juegos y entretenimiento. Hace unos años, las impresoras de Formlabs se utilizaron para diseñar el monstruo de la exitosa serie de Netflix "Stranger Things".

Si se suma todo, el mercado mundial de la fabricación aditiva valía unos 18.000 millones de dólares el año pasado, según la consultora Wohlers Associates.

Eso, para ser claros, es solo una pequeña parte del mercado mundial de fabricación. Y el costo relativamente alto de la fabricación aditiva pondrá algunos límites al crecimiento; los materiales y equipos tienden a costar más que en una fábrica tradicional.

Pero los líderes de la industria y los inversores dicen que hay motivos para el optimismo.

En Estados Unidos, los crecientes llamados a desvincularse de China han aumentado el interés en la fabricación nacional. Y reforzar la producción aquí protegería contra el tipo de crisis en la cadena de suministro que acompañó a la pandemia y la guerra en Ucrania.

Washington, por su parte, apuesta fuerte por una transformación industrial.

El Congreso ha invertido más de $ 1 billón en infraestructura, microchips y energía verde.

La primavera pasada, el presidente Biden viajó a Cincinnati para marcar el lanzamiento de Additive Manufacturing Forward, un pacto negociado por la Casa Blanca entre cinco empresas importantes: GE Aviation (ahora GE Aerospace), Lockheed Martin, Honeywell, Siemens Energy y Raytheon Technologies, cuyo objetivo es alentar a los proveedores más pequeños de las empresas con sede en EE. UU. a aumentar la fabricación aditiva.

Boeing y Northrop Grumman se unieron al acuerdo más tarde.

Elisabeth Reynolds, ex asistente especial del presidente para fabricación y desarrollo económico, dice que los aditivos serán una de las "tecnologías fundamentales" de la fabricación del siglo XXI, junto con la robótica y la inteligencia artificial.

Y ella está poniendo su dinero donde está su boca.

Ahora es socia de Unless, un fondo de inversión que planea invertir entre $75 y $100 millones por año en empresas en la frontera de la transformación de la industria.

La tecnología, dice, está lista para funcionar.

"Incluso hace cinco años, no estábamos en ese punto de inflexión", dice Reynolds. "Y ahora mismo, lo somos".

Hart acababa de empezar como profesor en el MIT cuando decidió dar un curso sobre fabricación aditiva.

"Honestamente", dice, fue una oportunidad "para aprender sobre la tecnología".

Uno de sus estudiantes de posgrado fue un emigrante alemán llamado Martin Feldmann, quien quedó cautivado por el espíritu innovador de Estados Unidos.

Comenzaron a hablar sobre lo que se necesitaría para que la tecnología despegara y, para el verano de 2015, decidieron fundar una empresa y redactar una solicitud de patente para un nuevo tipo de impresora 3D.

Feldmann dejó el MIT para construir un prototipo. Y cuando hubo avanzado lo suficiente, fueron en busca de capital.

Greg Reichow, socio de Eclipse, una firma de capital de riesgo de Silicon Valley, estaba intrigado.

En ese momento, dice Reichow, la mayoría de los capitalistas de riesgo de Valley estaban obsesionados con encontrar la próxima ruptura en las redes sociales. Pero Eclipse vio una oportunidad en aproximadamente las tres cuartas partes de la economía mundial que no habían sido completamente transformadas por la innovación: sectores como la atención médica, la logística y la fabricación.

La fabricación aditiva parecía una forma prometedora de modernizar la fábrica. Y la tecnología, aunque impresionante en algunos aspectos, estaba lista para mejorar.

Algunas de las impresoras 3D industriales en el mercado eran relativamente baratas y razonablemente rápidas, pero producían piezas de baja calidad, dice Reichow. Otros fabricaban piezas de alta calidad, pero se movían lentamente y su funcionamiento era costoso. "Lo que nos llamó la atención sobre Vulcan", dice, "es que habían ideado una nueva técnica... que realmente te permitía obtener las tres": mayor velocidad, menor costo y mayor calidad.

Eclipse proporcionó $ 2 millones en fondos iniciales. Y más tarde, aportó $ 216 millones adicionales, lo que lo convierte en el mayor inversionista individual en la puesta en marcha, que ha recaudado $ 355 millones hasta la fecha.

La principal innovación de VulcanForms fue construir máquinas mucho más potentes que la típica impresora 3-D: los 150 láseres del modelo actual eclipsan al uno o dos que se encuentran en muchas máquinas industriales.

La compañía ha utilizado esa potencia láser para construir partes de implantes de rodilla y cadera con estructuras de celosía intrincadas en las que el hueso puede injertarse más fácilmente, dispositivos complejos de enfriamiento de computadoras y pequeños motores de misiles.

Hasta hace un par de meses, había trabajadores estacionados en cada máquina, monitoreando el video de estas partes a medida que tomaban forma. Pero ahora todos los datos se canalizan a una sala de control centralizada, lo que permitirá una supervisión más eficiente a medida que VulcanForms agrega máquinas a la planta de producción.

Para fin de año, si todo sale según lo planeado, la compañía estará operando la planta de fabricación de aditivos metálicos más productiva del mundo.

VulcanForms ya complementa su fabricación aditiva con mecanizado y ensamblaje de precisión en una instalación en Newburyport. Y eventualmente, dicen los cofundadores, podrían imaginar una expansión de este modelo aditivo en el área metropolitana de Boston y más allá.

Los datos y el polvo metálico viajan bien.

Lo que están ofreciendo, dicen Hart y Feldmann, es transformador: un enfoque de software para el hardware más duro.

Cuando "cambiar una línea de código te permite hacer algo nuevo", dice Feldmann, todo se acelera. Los clientes pueden iterar rápidamente y modificar sus productos justo antes de salir al mercado, como lo hacen las empresas de tecnología.

Y debido a que VulcanForms está en los Estados Unidos y no al otro lado del mundo, esos clientes pueden hacer visitas regulares a la fábrica y aprender de lo que ven.

Es un recuerdo, en cierto modo, de cómo Estados Unidos construía cosas antes de que tantas de sus fábricas cerraran. El diseño y la producción estaban estrechamente entrelazados: se alimentaban mutuamente y estimulaban la innovación.

VulcanForms es nueva tecnología para un enfoque antiguo. Y es probable que la combinación valdrá la pena.

"El objetivo no es construir una empresa de 2.000 millones de dólares", dice Feldmann, sentado en una mesa de conferencias junto al piso de la fábrica en una tarde reciente. “Queremos construir una compañía de $100 mil millones”.

Se puede contactar a David Scharfenberg en [email protected]. Sígalo en Twitter @dscharfGlobe.