Procesos de fabricación aditiva para diversas aplicaciones.

Las impresoras 3D son cada vez más populares en la industria y para uso doméstico. Aquí se pueden fabricar muchos componentes mediante varios procesos de fabricación aditiva con diferentes materiales.

El término "proceso de fabricación aditiva" se refiere al tipo de fabricación: durante la fabricación, los materiales se ensamblan en capas para formar el componente deseado. Todo lo que necesita es la impresora 3D correcta y los datos de diseño 3D asociados para el componente.

Le explicaremos qué procesos de fabricación aditiva están disponibles actualmente y dónde radican sus puntos fuertes y débiles.

Fabricación aditiva de componentes y estructuras.

Los procesos de fabricación aditiva se diferencian de otros procesos comunes porque tienen muchas ventajas sobre ellos:

• el proceso de fabricación sustractivo se usa a menudo para fresar o cortar formas de un material. Sin embargo, estos métodos no pueden utilizarse con éxito para componentes particularmente pequeños o delicados o para componentes con cavidades.
• Los llamados procesos formativos , que se utilizan para piezas fundidas, también pueden manejar componentes de filigrana o piezas con cavidades. Sin embargo, el proceso es muy complejo y, a menudo, no muy limpio, lo que conduce a errores ópticos y técnicos y, por lo tanto, a rechazos y pérdidas.

La impresión 3D en la fabricación aditiva puede puntuar aquí porque puede manejar cualquier forma y también se puede usar con muchos materiales diferentes. En el proceso de fabricación aditiva, el material se construye capa por capa, y con mucha precisión. Debido a los diferentes procesos de fabricación aditiva, no solo todas las formas , sino sobre todo piezas metálicas , así como productos de papel, piedra arenisca o cerámica .

¿Procesos de fabricación aditivos o procesos de fabricación sustractivos?

A pesar de todas las ventajas de los procesos de fabricación aditiva, los procesos sustractivos aún no pueden ser reemplazados, ya que también tienen una serie de ventajas. Por lo tanto, el proceso que se utiliza finalmente siempre está determinado por el tipo de producto, el volumen de producción y el tiempo de producción disponible.

Por ejemplo, los procesos de fabricación sustractiva son adecuados para la producción en masa que debe completarse muy rápidamente. Los componentes se pueden procesar de forma muy limpia y precisa, especialmente al fresar, tornear o taladrar, incluso con agujeros especialmente finos. Desafortunadamente, el proceso también tiene muchas desventajas en comparación con el proceso de fabricación aditiva: por ejemplo, la pérdida de material es muy alta, las herramientas se desgastan todo el tiempo y la programación de las máquinas más costosas es algo más complicada y requiere más tiempo.

Ventajas y desventajas de los procesos de fabricación aditiva.

Todos los procesos comunes de fabricación aditiva tienen algunas ventajas y solo algunas desventajas en comparación con el proceso sustractivo:

Ventajas de los procesos de fabricación aditiva:

• Manejo sencillo y fácil programación.
• También se pueden fabricar piezas de trabajo complejas y formas huecas.
• Se pueden utilizar muchos materiales (plásticos, metales, papel...)
• Gracias a la estructura en capas, el proceso de producción consta de un solo paso
• No se requieren herramientas, por lo tanto, no hay desgaste
• Hay poca pérdida de material.
• Las estructuras de relleno internas significan que los componentes no tienen que estar hechos completamente de material sólido, lo que permite ahorrar peso.

Desventajas de los procesos de fabricación aditiva:

Desafortunadamente, también hay algunas desventajas aquí, dependiendo del material con el que se fabricará el producto:

• La producción es más lenta.
• En el caso de voladizos más grandes, se requieren estructuras de soporte para la estructura en capas
• Algunos materiales no son térmicamente resistentes.
• Se crean superficies rugosas que pueden tener que ser reelaboradas.
• El material de fabricación es algo más caro

Plástico de fabricación aditiva - ventajas y desventajas

Muchos procesos de fabricación aditiva que originalmente se diseñaron para la impresión 3D a partir de plástico también se pueden utilizar para fabricar piezas de metal gracias a la tecnología más avanzada. Por lo tanto, el método más conocido (FDM/FFF) se presenta por separado en la siguiente sección.

Ejemplos de procesos de fabricación aditiva que son adecuados para plásticos incluyen:

• Estereolitografía (SLA). Aquí se utilizan fotopolímeros. La producción es muy precisa, da como resultado una superficie lisa y, por lo tanto, requiere poco procesamiento posterior. Sin embargo, las piezas no son particularmente robustas y no son resistentes a la luz.
• Sinterización selectiva por láser (SLS). El material utilizado aquí es poliamida o nailon en forma de polvo. Aunque la selección de materiales es pequeña, la precisión durante el procesamiento es buena y los componentes también son muy fuertes. Sin embargo, el proceso requiere un alto nivel de energía y es complejo por parte de las máquinas.
• Fusión multichorro (MJF). Aquí también se utiliza polvo de plástico y no se necesitan estructuras de soporte. Esto permite fabricar componentes muy complejos. La resolución y la precisión son muy buenas y los productos son estables. Lo más importante es que el proceso es muy rápido. Las desventajas son la superficie algo rugosa y la creación de productos de un solo color.

Fabricación aditiva de metales mediante FDM/FFF

El proceso de fabricación aditiva FDM o FFF especialmente interesante para la industria. Esto es "Modelado por deposición fundida" (FDM) o "Fabricación de filamentos fundidos" (FFF). Originalmente fue desarrollado para construir una plástico capas. Por lo tanto, también es popular para el sector privado.

Hoy, sin embargo, es posible utilizar polvo metálico para la impresión 3D de productos metálicos . Sin embargo, después de la producción, el producto resultante aún tiene que ser desligado y sinterizado para lograr la estructura metálica deseada. El procesamiento posterior también es necesario debido a la superficie rugosa.

Aquí también, lamentablemente, la velocidad de producción es un poco lenta, pero con las nuevas tecnologías de cabezales de impresión como el 4Move de Multec, son posibles productos multicolores o de varios componentes, lo que, sin embargo, juega un papel subordinado con los metales. La gran ventaja aquí es la producción rentable de componentes muy estables y resistentes.