Impresión 3D para producción:nos falta algo

Han pasado algunas semanas desde que asistí a la conferencia del Grupo de Usuarios de Fabricación Aditiva (AKA "AMUG"), y he estado pensando bastante en la impresión 3D para producción. Muchas de las presentaciones y conversaciones en el evento hablaron sobre la producción en masa con impresión 3D. Sin embargo, mi conclusión es que todavía estamos a años de que la impresión 3D para que la producción se convierta en realidad.

En algunas industrias como la aeroespacial, ¡la impresión 3D se utiliza hoy en día para piezas de uso final! Imprimen piezas de gran valor y baja cantidad que les permiten ahorrar una tonelada de dinero cada año al utilizar menos combustible. Las empresas aeroespaciales han establecido estándares para sus aplicaciones utilizando materiales y máquinas muy específicos (nuestro Certificado de Grado Ultem9085 es uno de ellos).

La adopción de la impresión 3D para la producción se enfrenta a muchos desafíos. Las empresas de impresión 3D tienden a centrarse en los aspectos técnicos de la impresión 3D, principalmente la velocidad de impresión, para tratar de ayudar a la adopción. Sin embargo, el mayor desafío radica en los estándares de ingeniería.

Si bien es mucho más emocionante discutir las últimas tecnologías que intentan hacer realidad la producción en masa con impresión 3D, los estándares de ingeniería son un desafío serio que debe abordarse. Pero, ¿por qué son importantes los estándares de ingeniería en primer lugar? ¿Y por qué es tan difícil crearlos para piezas impresas en 3D?

Los estándares de ingeniería crean un lenguaje común y una garantía de calidad para las empresas que trabajan juntas. Permiten que una empresa compre piezas de otra, con expectativas claras en torno a todo tipo de características:tolerancia de piezas, acabado superficial y calidad metalúrgica, solo por nombrar algunas. Al fabricar piezas con un estándar de calidad establecido, el mundo obtiene piezas y productos más seguros. Cuando se aplica a la impresión 3D, el establecimiento de estos estándares se vuelve complicado.

Tres desafíos a los que se enfrenta la producción en masa con la impresión 3D

1. Anisotropía

Este es un término de ingeniería para "resistencia no uniforme". Un isotrópico La pieza es una que tiene las mismas características de resistencia y rigidez sin importar desde qué ángulo aplique la fuerza. ¿Aún conmigo? Una pieza impresa en 3D es anisotrópica por naturaleza, debido al proceso capa por capa que lo crea.

En la fabricación tradicional, un bloque de metal o plástico es consistente en todo el material de stock. Esto crea propiedades de resistencia uniforme que son fáciles de simular y predecir cómo se comportarán las piezas bajo tensión.

2. Variaciones tecnológicas

“Necesitamos estándares para las piezas impresas en 3D”, es una declaración fácil de descartar. Profundizar más, es un desafío enorme debido a la cantidad de tipos diferentes de impresión 3D, diferentes materiales y diferentes calidades de piezas, incluso dentro del mismo tipo de tecnología. Estos desafíos son más simples en la fabricación sustractiva convencional, porque el material de stock ha tenido estándares durante muchos años.

El modelado por deposición fundida (FDM / FFF), la estereolitografía (SLA), la sinterización selectiva por láser (SLS) y el chorro de material (PolyJet) tienen diferentes propiedades de piezas y utilizan diferentes materiales. Crear un estándar para piezas con una gama tan amplia de tecnologías y materiales es una empresa enorme que llevará tiempo establecer, y una gran cantidad de cupones de prueba de materiales.

3. Variaciones del proceso

Al cortar materiales estándar listos para usar, es fácil saber si algo sale mal. El material tiene una consistencia uniforme en todo, por lo que si hay algún problema con la pieza, es visible en la superficie. La impresión 3D casi siempre tiene una consistencia interior (relleno) diferente a la de su capa exterior.

Supongamos que su parte tiene tres capas externas. Si la impresora 3D no se extruye correctamente en el interior de la carcasa, ¿cómo lo sabría? Si utiliza la impresión 3D para la producción y una pieza de un automóvil falla debido a un defecto invisible, podría tener graves consecuencias. Establecer un estándar de ingeniería para las piezas impresas en 3D puede ayudar a prevenir este tipo de problemas antes de que comiencen.

¿Está lista la fabricación aditiva para la producción en masa?

Creo que la producción en masa con impresión 3D eventualmente será más popular que los procesos de fabricación convencionales (sustractivos). Para aclarar, por "eventualmente", me refiero a que la tecnología todavía tiene varios desafíos antes de que la impresión 3D para la producción sea ampliamente adoptada. El mayor desafío es establecer un estándar de calidad para las piezas impresas en 3D. Las diversas organizaciones de ingeniería como ISO y ASTM tardarán tiempo (años) en crear estos estándares, pero una vez que lo hagan, me entusiasma ver que las empresas de todo el mundo utilizan la impresión 3D para piezas de uso final.