¿Es la fabricación aditiva imprescindible para la industria actual?

Oscar Barranco
Director de MetalMadrid

El futuro de la industria se está imprimiendo debido a fabricación aditiva. Hace unos años probablemente pensaste que todos acabaríamos teniendo en casa una impresora 3D con la que imprimir elementos domésticos, pero lo cierto es que ese ‘boom’ inicial ha planteado un escenario muy diferente y en la actualidad está dominado por la industria.

¿Qué es la impresión 3D?

Se puede decir que la impresión 3D funciona de manera análoga a la 2D. Es decir, se crea un archivo digital que se carga en la impresora con ayuda del ordenador para, posteriormente, imprimirlo.

En la 2D la impresora extruye, sobre el papel, la tinta y tras el ciclo único de impresión obtienes una representación bidimensional del archivo digital. La impresión 3D funciona de forma similar, pero son distintos tanto los materiales utilizados como el ciclo de impresión, que no es único.

Como resultado, tras esta impresión obtienes un modelo en tres dimensiones. En vez de tinta puedes utilizar metal, composites, polvo, líquido o filamentos. Para ello, el material se coloca en finas capas y, tras completar todos los ciclos de impresión, el proyecto estará finalizado.

¿Cuáles son sus principales ventajas?

Existen una gran cantidad de beneficios derivados de la fabricación aditiva frente a un convencional proceso de fabricación. Resaltamos los siguientes:

  • Posibilita reproducir cualquier tipo de geometría, por lo que se libera el proceso de diseño junto con las restricciones asociadas a la producción tradicional. Además, no se aumenta el coste de producir una pieza con cierta dificultad geométrica.
  • Esta fabricación es más competitiva y rompe con los esquemas lentos y tradicionales de los sistemas de producción en cadena para elaborar pequeñas series de unidades.
  • Permite usar de manera más eficiente los materiales, creando menos residuos e imprimiendo solo la cantidad necesaria.
  • No está ligado a una inversión inicial, como sí ocurre cuando se emplean los moldes tradicionales.
  • Se puede integrar un mecanismo en la pieza en la que se trabajará sin la necesidad de calibrados o montajes posteriores.
  • Se ofrece a los desarrolladores de producto capacidad para imprimir montajes de distintos materiales por partes y con propiedades mecánicas o físicas diferentes mediante un simple proceso de ensamble.
  • No se encarece el coste de los productos personalizados.

Tipos de técnicas de fabricación aditiva

A continuación, destacamos tres tecnologías de fabricación adictiva como son Powder Bed Fusion, Material Jetting y Fused Deposition Modelling.

Powder Bed Fusion o PBF

Fuente de la imagen: https://pixabay.com/photos/industry-technology-machine-3d-3225119

La PBF o tecnología de fusión por lecho de polvo es una técnica de fabricación aditiva que se basa en deponer capas de material en polvo de forma sucesiva para fundirlas con una fuente de energía, generalmente un láser o un haz de electrones.

Esta técnica destaca porque hace posible la producción de componentes en aleaciones metálicas de titanio, níquel o incluso plástico. Es ideal para fabricar piezas con una estructura interna muy consistente. Permite fabricar instrumental quirúrgico o implantes personalizados en el sector médico o herrajes de izado y rotores de compresión centrífugos en el sector industrial.

Fused Deposition Modelling o FDM

El FDM es el método más sencillo que existe. Se basa en tres elementos: una bobina de filamento que sirve como material de impresión, una cama o placa de impresión en la que se imprimirá la pieza y un extrusor. Para su funcionamiento, el filamento se succiona y se funde por el extrusor de la impresora. El material se va depositando capa a capa de forma precisa sobre la cama de impresión.

Para llevarlo a cabo es necesario realizar el diseño con un software y, tras la pertinente configuración, se puede proceder a realizar la impresión. Para que se inicie, la temperatura de la máquina debe ser de 200 ºC. Los materiales más habituales para esta técnica son el acrilonitrilo butadieno estireno y el PLA o ácido poliacético, aunque también es compatible con policarbonatos como el PS, PET o ASA y otros filamentos compuestos basados en madera, metal o piedra.

Material Jetting

Es otra alternativa para la producción de elementos mediante fabricación aditiva en cualquier sector. A esta técnica también la puedes conocer como Polyjet y se basa en la deposición selectiva de material plástico reactivo a la luz (fotopolímero) mezclado.

Estos trabajos son los más parecidos a los de una impresora tradicional de tinta. Como en ellas, un cabezal de impresión se desplaza sobre la plataforma inyectando los fotopolímeros en vez de la tinta. Tras ser depositado, las luces ultravioletas que rodean al cabezal hacen que solidifique y el material se endurece hasta que se obtiene, capa a capa, el objeto deseado.

Es la alternativa para un acabado preciso y en el que cada zona de la pieza tiene unas características concretas. Es decir, con ella se puede elaborar un objeto que tenga una parte dura y resistente y un extremo suave y flexible. No necesitas imprimir cada parte por separado, lo que implica un alto nivel de rendimiento y estará disponible tras su fabricación.

 

En definitiva, la fabricación aditiva te permite disponer de soluciones tecnológicas más avanzadas y representa un alto impacto en la industria permitiendo un nuevo modelo de negocio mucho más flexible y menos costoso. Esto y mucho más lo podrás descubrir en MetalMadrid 2019.

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