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Fabricación Aditiva: La tecnología de la Industria 4.0 para el prototipado y los productos personalizados.

Fabricación Aditiva: La tecnología de la Industria 4.0 para el  prototipado y los productos personalizados.

¿Qué es Fabricación Aditiva?

Antes de entender este concepto, debemos comprender que existen ya 3 tipos de fabricación de una pieza:

Fabricación Conformativa: se utilizan moldes para alcanzar la geometría requerida. Ejemplo: Inyección de Plástico, Fibra de Vidrio, entre otros.

Fabricación Sustractiva: se parte de un gran sólido, al cual se le sustrae material, por medios mecánicos (torno), erosión, agua, corte por láser, entre otros. Piezas clásicas de una maestranza.

Y luego aparece el concepto que es el enfoque de este artículo, la fabricación aditiva.

Fabricación Aditiva o Additive Manufacturing (AM), es un sistema de fabricación de objetos digitales, un dibujo 3D  (tecnología CAD), que consiste en la superposición de capas de material (polímeros, resinas y metal) para la creación de los objetos. Estas capas se adhieren entre si mediante una deposición, fotocurado o fusión del material.

 La fabricación aditiva en el panorama industrial está permitiendo a las empresas adoptar soluciones innovadoras, personalizadas y tecnológicamente avanzadas para satisfacer las demandas de sus clientes.

Gracias a la magia del Youtube podemos ver el siguiente video de la empresa española REDIT que nos muestra de forma clara y ágil la fabricación aditiva.

Tipos de Fabricación Aditiva

Los diferentes métodos de la fabricación aditiva están divididos en 7 clases de procesos según ISO/ASTM 52900 – Additive manufacturing — General principles — Terminology. 

En este artículo se va a tocar las 3 más usadas.

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1. Polvo o Fusión Metálica

Hay de varios tipos, pero uno de las más usadas es Direct Metal Laser Sintering – DMLS  que hace posible realizar piezas metálicas complejas en un solo bloque y de formas imposibles de mecanizar. Ocurre por el apilamiento de capas de polvo de metal fusionadas bajo la acción de un láser. La fusión metálica es un procedimiento parecido a la soldadura. 

A continuación se puede ver imagenes de piezas hechas por este proceso, y un video muy descriptivo de la empresa Stratasys Direct Manufacturing.

2. Extrusión o Filamento (Fused Deposition Modeler, FDM): 

Consiste en superponer capas de plástico fundido para crear el objeto. Es la tecnología más común en el mercado, la más sencilla y la más económica. 

La tecnología FDM se basa en 3 elementos principales: una placa de impresión donde se imprime la pieza, una bobina de filamento que sirve como material para imprimir y un extrusor. Para la impresión, el filamento es succionado y fundido por el extrusor, que deposita el material de forma precisa capa por capa sobre la cama de impresión

3. Resina (Stereolitography, SLA)  

Se basa en la superposición de capas de resina fotocurada. Esto significa que se parte de una resina líquida y un láser (o un haz de luz) dibuja la capa. La resina al tener un foto iniciador se solidifica y genera las sucesivas capas del objeto. Esta tecnología nos permite obtener piezas de alta definición (micra de mm) muy apropiadas para el sector de la joyería o el dental. 

Independientemente del método, la pieza se fabrica con algunos elementos adicionales que facilitan su fabricación, luego los mismos son retirados de forma mecánica.

En el gráfico de la derecha, se puede observar los diferentes elementos del procesos que deben ser mapeados y planificados para poder implementar esta tecnología.

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Aquí hay varios temas de fondo para poder implementar estas soluciones en nuestras industrias:

  • Definir la tecnología necesaria para nuestro proceso. 
  • Comprar la Tecnología (maquinaria), materiales y consumibles. 
  • Realizar la labor logística necesaria para tener siempre los materiales y consumibles.
  • Modificar nuestro layout para implementar esta solución en nuestra planta de fabricación.
  • Tener colaboradores entrenados en diseño CAD 3D.
  • Tener conocimiento claro de las restricciones geométricas del diseño.
  • Acompañamiento de un experto para realizar el proceso de transferencia de conocimiento.
  • Tener claro la relación de productos y/o procesos en los cuales es posible utilizar estas soluciones.
  • Implementar el mantenimiento preventivo de este nuevo equipo.

Bibliografía

3D Printing vs CNC Machining: Which is best for prototyping? 3D Natives. Alemania. Recuperado de: https://www.3dnatives.com/en/3d-printing-vs-cnc-160320184/

Impresión 3D de Metal. Initial Design & Production. Francia. Imágenes de Piezas de Fusión Metálica. Recuperado de https://www.initial.fr/es/impresion-3d-de-metal/impresion-3d-fabricacion-aditiva-con-metal/

La fabricación aditiva, una tecnología (hoy) exclusiva pero de potencial infinito. Tipos de Fabricación Aditiva. Prof. Dr Michael F. Zäh. Interempresa – España. Recuperado de https://www.interempresas.net/MetalMecanica/Articulos/227677-La-fabricacion-aditiva-una-tecnologia-(hoy)-exclusiva-pero-de-potencial-infinito.html

Patrones de joyería precisos y repetibles utilizando impresión 3D. Advance Manufactured – CT Solutions. España. Recuperado de https://www.ctadvancedmanufacturing.com/impresoras-3d/impresoras-3d-v2/joyeria/

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