¿Debería implantar la impresión 3D de metal y por dónde empezar?

¿Debería implantar la impresión 3D de metal y por dónde empezar?

Escrito por: Ori Lauterbach

La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, ha existido desde la década de los ‘80. Los dos métodos más populares, sinterización selectiva por láser (SLS) y modelado por deposición fundida (FDM), se patentaron en 1987 y 1989 respectivamente. Si bien este fue un gran avance en la creación de prototipos y la fabricación, los costes asociados con las máquinas de impresión 3D fueron prohibitivos para todas las empresas, excepto para las más grandes. Esto cambió una vez comenzaron a expirar dichas patentes.

Al igual que la impresión 3D de plástico prácticamente se ha convertido en un producto básico, las impresoras de metal siguen siendo más caras pero siguen la misma tendencia. El espectacular aumento de la demanda, junto con los avances en la tecnología y la comercialización de polvos metálicos, ha estado impulsando este espectacular crecimiento.

 

 

 

 

 

 

 

 

Al hacer frente a estas tendencias, muchas empresas, desde pequeños talleres mecánicos hasta grandes fabricantes, están abordando la cuestión de si deberían añadir la impresión en metal 3D a su cartera de capacidades de fabricación y creación de prototipos. Los profesionales que son nuevos en la impresión 3D de metal deben plantearse diferentes cuestiones.

¿Qué cantidades suele fabricar?

La mayoría de los talleres de mecanizado pequeños, suelen ser la opción preferida para la creación de prototipos y la fabricación a pequeña escala.

  • Si normalmente fabrica menos de 10 piezas para un modelo, la impresión de metales en 3D ofrece ventajas insuperables.
  • Para cantidades inferiores a 500 piezas, la impresión de metal en 3D tiene un coste significativamente superior al moldeo por inyección y a la fundición, y solo rivaliza con el mecanizado CNC donde en ciertas aplicaciones.
  • Cuando se busca producir grandes cantidades de la misma pieza, la impresión 3D de metal en 3D es la solución menos rentable.
¿Cómo de complejos son los diseños?

Al comparar la impresión 3D en metal con la fabricación «tradicional», una de sus mayores ventajas es su excepcional flexibilidad de diseño. Las geometrías que son imposibles de fabricar a través de otros procesos se pueden imprimir fácilmente en 3D. Gracias a ello, no es necesario complicar su diseño o eliminar la funcionalidades debido a las limitaciones de acceso a las herramientas como en el CNC. Además:

  • Hacer una pieza más compleja geométricamente en impresión 3D de metal tiene un efecto marginal, si es que tiene alguno, en su coste de fabricación.
  • La creación directa de estos diseños complejos desde cero mediante fabricación aditiva le permite obtener una sola pieza en lugar de tener que producir varias piezas y utillajes para crear un ensamblaje, lo que reduce los costes de mano de obra.
¿Qué importancia tienen los plazos de entrega?

Además de sus atractivos costes unitarios y la capacidad de crear y fabricar prototipos complejos fácilmente, la impresión en metal 3D le permite acelerar significativamente los tiempos de respuesta y simplificar la cadena de suministro. Si es crítico, para usted o sus clientes, que las piezas o prototipos se creen y entreguen lo antes posible, las piezas impresas en metal 3D son su mejor opción.

En el pasado, otra consideración era la elección del material. Hoy en día, todas las aleaciones principales ahora están disponibles y se admite la eliminación del material como criterio de selección.

Donde empezar

La decisión más importante que debe tomar al comenzar es «¿Qué impresora 3D debería comprar?” Como cualquier inversión de capital importante, los precios y su presupuesto son una consideración clave. Aunque las impresoras 3D de metal tienen una amplia gama de precios, la mayoría de ellas cuestan más de 500.000 euros. Algunos modelos asequibles tienen un precio de menos de 100.000 euros. En una conversación con Roy Martin, un ingeniero senior de MAHLE Engine Components USA, Inc, él comentó que cuando necesitaba elegir una impresora, le dio el mismo diseño CAD a 10 compañías diferentes que fabricaban impresoras 3D de metal y que terminó elegir Xact Metal, ya que ofrece impresoras de metal 3D asequibles y su pieza impresa fue tan buena como la que obtuvo de las impresoras que cuestan 10 veces más. Esto demuestra que los costes no necesariamente predicen el rendimiento.

Otros criterios de elección son:

  1. El tamaño importa – Hay impresoras 3D de metal de muchas formas y tamaños. Asegúrese de examinar el área de impresión para ver que el volumen de construcción sea el adecuado para el tipo de prototipos o piezas que le interesan. Debe examinar, de igual forma, el tamaño completo del sistema para ver si tiene espacio en sus instalaciones. No hay que pagar de más por un dispositivo gigante si se planea terminar imprimiendo piezas de tamaño reducido.
  2. Material y enfoque – El estándar de la industria es un proceso de fabricación aditiva llamado fusión en cama de polvo (PBF), también conocido como DMLS (sinterización directa por láser de metal), SLM (fusión selectiva por láser) y EBM (fusión por haz de electrones). Este proceso de fabricación aditiva utiliza un láser para fundir capas consecutivas de un lecho de polvo metálico. El polvo se fusiona en la pieza dimensional terminada incorporando geometrías internas y externas complejas. Esta técnica permite un rendimiento más rápido y de mayor calidad. Algunas empresas imprimen en metal y no en polvo, lo que lleva a un rendimiento más lento y deficiente. Al elegir una impresora, hay que saber si la máquina admite polvos de los materiales que necesita. También se debe verificar si la impresora lo vincula a un fabricante de polvo / polvo específico o si tiene una política de «polvo abierto».
  3. ¿Cómo se usa? – Las diferentes impresoras de metal 3D vienen con diferentes arquitecturas de software e interfaz de usuario. Se debe examinar la interfaz de usuario y la arquitectura del software para asegurarse de que no se sobrecargue. Idealmente, la máquina tendrá una interfaz de usuario intuitiva, le ofrecerá un control completo de los parámetros de impresión (o mejor aún, le permitirá desarrollarlos), se integrará con su software CAD existente y ofrecerá conectividad en la nube para permitir la monitorización en remoto del proceso de impresión.

 

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