Fabricación aditiva

La industria manufacturera sigue evolucionando y algunas de las innovaciones más revolucionarias se producen en la fabricación aditiva. La fabricación aditiva es conocida por su asombrosa velocidad y precisión, lo que la convierte cada vez más en una opción para la producción de una amplia variedad de productos y aplicaciones industriales y de consumo.

Mientras que las tecnologías de fabricación tradicionales, como el mecanizado CNC, requieren plazos de entrega más largos y se quedan cortas cuando se trata de producir características complejas, la impresión 3D puede servir como un aumento o incluso un sustituto del mecanizado CNC para muchos proyectos que necesitan una mayor precisión y plazos de entrega más cortos.

La fabricación aditiva es un proceso que construye piezas y productos añadiendo material en lugar de quitarlo como en el mecanizado CNC. Una de las formas más comunes de fabricación aditiva es la impresión 3D. La fabricación aditiva utiliza maquinaria controlada por ordenador y software CAD. Esta maquinaria sigue la programación del software CAD para producir la pieza o el diseño del producto deseado añadiendo material.

Las máquinas de fabricación aditiva -conocidas como impresoras 3D- se componen de muchas piezas pequeñas e intrincadas. Por este motivo, es imprescindible realizar un mantenimiento especializado y pruebas de rendimiento periódicas para garantizar la precisión de las impresiones.

Las materias primas utilizadas en la fabricación aditiva suelen requerir una manipulación delicada y son conocidas por tener una vida útil más corta en comparación con otros materiales de fabricación. Si bien es cierto que algunos procesos de impresión 3D incluyen la opción de reciclar el exceso de material de construcción, es importante tener en cuenta que el uso repetido de material reciclado puede comprometer las propiedades del material si no se repone con suficiente frecuencia con material nuevo.

Una de las mayores ventajas de la impresión 3D es que la mayoría de las máquinas de fabricación aditiva no requieren supervisión una vez que se ha iniciado el proceso de impresión. Esto se debe a que la impresora 3D está controlada por un proceso preprogramado y automatizado. De hecho, una de las únicas formas de interrumpir el proceso de fabricación aditiva es si la impresora 3D tiene una cantidad insuficiente de material.

Para muchos métodos aditivos, basta con retirar el componente impreso de la plataforma de construcción. Para otros métodos aditivos de naturaleza más industrial, la retirada de la impresión puede implicar un alto grado de habilidad y precisión, ya que la impresión puede estar todavía unida a la placa de construcción o encerrada en el material de construcción. Para estos métodos aditivos, se requieren procedimientos de retirada más complejos llevados a cabo por operadores humanos manuales, así como un entorno estrechamente controlado y una precaución de seguridad especial.

Una vez que la pieza impresa se retira de la unidad de construcción, pueden emplearse diversos métodos de posprocesamiento. Por ejemplo, la fabricación aditiva SLA cura las piezas impresas bajo luz UV y las piezas metálicas SLS pueden necesitar un tratamiento térmico en un horno. Además, algunos métodos de fabricación aditiva utilizan soportes, que tendrán que ser retirados cuidadosamente durante el posprocesamiento. Además, muchos materiales aditivos pueden ser lijados, pulidos o desbastados durante el proceso posterior.

La fabricación aditiva se ha convertido en un valioso método de fabricación en una gran variedad de sectores, como el aeroespacial, el médico, el de la automoción, el de los bienes de consumo y el de la robótica. Algunas de las razones de esta popularidad son el hecho de que la fabricación aditiva ofrece una notable eficiencia, asequibilidad y calidad para muchos diseños de productos diferentes.

Estas son algunas de las aplicaciones más comunes de la fabricación aditiva:

Piezas de bajo volumen con plazos de entrega rápidos

Los métodos de fabricación aditiva son excelentes soluciones para la producción de piezas de bajo volumen bajo demanda. El motivo es que los métodos de fabricación tradicionales suelen exigir un gran volumen de producción para reducir el coste unitario debido a los requisitos de las herramientas. Por el contrario, la fabricación aditiva no implica ningún gasto adicional en herramientas, lo que significa que se pueden fabricar fácilmente pequeñas cantidades de piezas impresas en 3D bajo demanda.

Impresión 3D de piezas ensambladas

La fabricación aditiva permite la consolidación de componentes separados en una sola pieza impresa en 3D. Estas impresiones consolidadas suelen tener geometrías complejas o piezas móviles. La fabricación aditiva permite producir todo el ensamblaje de la pieza en una sola impresión, en lugar de tener que ensamblar posteriormente varios componentes, como ocurre en la fabricación tradicional. El resultado de esta asombrosa capacidad es que se gasta menos tiempo y dinero en el ensamblaje, y se pueden evitar los retrasos en los proyectos.

Fabricación de piezas extremadamente pequeñas

Uno de los inconvenientes del mecanizado CNC o de la fabricación sustractiva es que puede ser un reto para las piezas pequeñas. En cambio, la fabricación aditiva es una solución excelente para producir piezas más pequeñas en volúmenes menores. Además, a medida que aumenta la producción de piezas pequeñas utilizando la fabricación aditiva, se producen economías de escala y disminuyen los costes globales del proyecto. Uno de los mejores ejemplos del uso de la fabricación aditiva para producir piezas pequeñas es el de la industria médica, donde las piezas deben ser altamente personalizadas para su uso individual en aplicaciones como implantes o prótesis.

Mayor personalización

En comparación con el mecanizado CNC, la fabricación aditiva es muy superior cuando se trata de opciones de personalización para los diseñadores de productos. Dado que la impresión 3D no tiene los costes y las exigencias de tiempo asociadas a los requisitos de las herramientas del mecanizado CNC, los ingenieros pueden personalizar las piezas impresas en 3D para aplicaciones altamente especializadas. Estas opciones de personalización incluyen factores como la estética y la funcionalidad avanzada. Algunos ejemplos comunes de personalización mejorada mediante la fabricación aditiva incluyen la industria de productos de consumo, ya que se pueden añadir y modificar fácilmente características únicas, como logotipos, ajustando el archivo de diseño que se introduce en la impresora 3D. Además, la industria dental disfruta del alto grado de personalización que ofrece la fabricación aditiva para aplicaciones que incluyen bandejas dentales que pueden ajustarse a los dientes del paciente con un alto grado de exactitud y precisión.

Los términos "impresión 3D" y "fabricación aditiva" suelen utilizarse indistintamente, pero no son exactamente lo mismo. La principal diferencia entre la fabricación aditiva y la impresión 3D es que la impresión 3D produce piezas añadiendo material capa a capa. La fabricación aditiva, por otro lado, también produce piezas añadiendo material, pero el material puede o no añadirse por capas.

En concreto, la impresión 3D es un proceso de fabricación que construye una pieza o producto capa a capa utilizando una máquina muy sofisticada y un software CAD. El software CAD programa la impresora 3D sobre la cantidad exacta de material que debe utilizar y el lugar exacto donde depositarlo. La mayoría de las impresoras 3D utilizan material de impresión basado en polímeros porque es versátil y también fácil de conseguir para proyectos de impresión 3D. Además de los polímeros, hay algunas tecnologías de impresión 3D que también pueden utilizar metales, aleaciones y cerámica.

En base a estas características, no se puede negar que la impresión 3D es, en efecto, un proceso de fabricación aditiva. Sin embargo, la diferencia entre ambos reside en el hecho de que la fabricación aditiva es una categoría más amplia que incluye una mayor variedad de procesos en comparación con la mera impresión 3D. Por ejemplo, la fusión selectiva por láser y la fabricación por haz de electrones también se clasifican como métodos de fabricación aditiva. Además, ninguno de estos métodos construye las piezas capa a capa como lo hace la impresión 3D, pero siguen implicando la fabricación de piezas añadiendo material en lugar de restándolo como el mecanizado CNC.