Los 5 usos principales de la fabricación aditiva en las industrias aeroespacial y de defensa

La fabricación aditiva se puede utilizar en innumerables industrias y aplicaciones, que van desde la fabricación de prototipos a pequeña escala hasta la producción de motores de cohetes refinados. Si todavía está indeciso acerca de la incorporación de tecnologías de fabricación aditiva en sus operaciones de fabricación, considere sus muchos beneficios y sus aplicaciones pioneras en las industrias aeroespacial y de defensa.

Enlaces rápidos:

• ¿Qué es la fabricación aditiva?
• Beneficios de la fabricación aditiva
• Usos aeroespaciales para la fabricación aditiva
• Usos militares y de defensa para la impresión 3D
• ¿Está interesado en obtener más información sobre los beneficios de la fabricación aditiva?

¿Qué es la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, es el proceso de creación de un objeto tridimensional a partir de un modelo digital 3D o CAD. Como lo implica el nombre, la fabricación aditiva funciona agregando materiales capa por capa para construir un objeto. Estos materiales pueden incluir polvos metálicos, plástico o cerámica. La fabricación aditiva puede aumentar y, en algunos casos, reemplazar totalmente los métodos tradicionales de creación de objetos como mecanizado, corte, torneado, modelado, fresado y otros procesos de fabricación "sustractivos".

Durante el proceso de fabricación aditiva, un objeto se diseña utilizando el software CAD (Diseño asistido por computadora) o tomando un escaneo del objeto que se imprimirá. El software puede traducir el escaneo en un marco preciso para que la máquina de impresión 3D lo siga capa por capa.

Beneficios de la fabricación aditiva

Hay una gran cantidad de ventajas inherentes a la utilización de la fabricación aditiva, que incluyen:

Costos de desarrollo reducidos

La tecnología de fabricación avanzada tiene el estereotipo de ser algo cara, debido a su costo inicial; sin embargo, los costos de desarrollo reducidos a largo plazo producen beneficios de ahorro de dinero. Una de las principales ventajas de la impresión 3D es el reducido coste de mano de obra. Aparte del posprocesamiento, la mayoría de las impresoras son autosuficientes y apenas necesitan la ayuda de un operador. Por lo tanto, los costos laborales asociados con el proceso de fabricación aditiva son esencialmente inexistentes en comparación con los procesos de fabricación tradicionales que pueden requerir operadores altamente calificados.

Además, la fabricación aditiva en volúmenes bajos tiene un coste competitivo en comparación con la fabricación tradicional. A menudo, es significativamente menos costoso imprimir un prototipo en 3D que producirlo con otros métodos de fabricación, como el moldeo por inyección (piense en el tiempo de entrega y el costo del troquel), el fresado y el mecanizado.

Reducción del desperdicio de productos

Al diseñar borradores en un programa de computadora y luego enviarlos para ser impresos, el tiempo para crear y producir nuevos diseños se acorta drásticamente con menos desperdicio; Este proceso de digital a digital elimina los pasos intermedios adicionales de la creación de prototipos tradicionales que pueden resultar en desperdicio de material. Dependiendo del material utilizado, esta reducción también puede resultar en una reducción significativa de costos, p. si el material requerido es titanio.

Además, la impresión 3D ha acelerado el tiempo de respuesta:con la capacidad de crear iteraciones rápidas, la impresión 3D identifica problemas de ingeniería y diseño que pueden haber tardado semanas, si no meses, en descubrir en la fabricación tradicional. Dado que la fabricación aditiva permite la creación de diseños complejos que normalmente son demasiado difíciles o demasiado costosos de fabricar, el desarrollo del proceso se puede lograr más rápido que los procesos de fabricación tradicionales. Esto significa que se puede utilizar más tiempo y dinero de otras maneras. En general, la fabricación aditiva ofrece un proceso de diseño más eficaz y eficiente con menos desperdicio y menor gasto.

Creación de prototipos verdaderamente avanzada

Con la fabricación aditiva, puede diseñar y producir un prototipo en una impresora 3D en horas, ¡no en semanas! En lugar de diseñar para la fabricación, ahora puede fabricar para la utilidad y el uso. Además, se pueden producir piezas para cumplir específicamente con las complejas especificaciones del cliente; esto es un cambio de juego para la creación de prototipos.

La fabricación aditiva significa que ahora puede producir rápidamente maquetas de un nuevo producto y producir una pieza para satisfacer un nicho de mercado específico, lo que podría conducir a la producción de productos con un margen de beneficio alto. El proceso de fabricación general se simplifica aún más con la incorporación de la fabricación aditiva de principio a fin.

Usos aeroespaciales para la fabricación aditiva

Teniendo en cuenta los beneficios de la fabricación aditiva, tiene sentido que dicha tecnología se aplique a usos en la industria aeroespacial. Estas tendencias incluyen:

Construyendo cuerpos de cohetes

Relativity Space es una empresa estadounidense de fabricación aeroespacial con sede en Los Ángeles, California, que se centra en el desarrollo de tecnologías de fabricación, vehículos de lanzamiento y motores de cohetes para servicios comerciales de lanzamiento orbital. Su planta de fabricación de Stargate alberga las impresoras 3D de metal más grandes del mundo y utiliza deposición de energía dirigida y aleaciones patentadas para fabricar los cuerpos de sus cohetes.

La impresión 3D les permite diseñar rápidamente componentes integrados que reducen el número de piezas en 100 veces en comparación con los vehículos de lanzamiento tradicionales. Esto también ahorra peso y mejora la confiabilidad, los cuales son muy importantes para la economía del lanzamiento al espacio.

Construcción de motores de cohetes

Rocket Lab es un fabricante aeroespacial estadounidense público y proveedor de servicios de lanzamiento de pequeños satélites. Su motor cohete Rutherford se probó por primera vez a fines de 2016 y, desde entonces, se han producido más de 200 de estos modelos revolucionarios.

Las cámaras de combustión de este motor en particular, los inyectores, las bombas y las válvulas propulsoras principales se imprimen en 3D mediante fusión por haz de electrones. El motor resultante es simple, confiable y liviano (solo 35 kg o 77 lb), lo que lo hace ideal para lanzamientos de bajo costo al espacio. Y más allá de la atmósfera de la Tierra, sus nuevos propulsores Curie e HyperCurie se construyen utilizando los mismos principios.

Uniformes avanzados de astronauta

La fabricación aditiva no se usa solo para el cohete físico; esta tecnología también se puede utilizar para producir uniformes de astronauta avanzados y refinados. Cuando SpaceX envió humanos al espacio, los uniformes de su tripulación se hicieron parcialmente con fabricación aditiva.

Aunque la corporación ha mantenido en privado los detalles de gran parte de la tecnología subyacente, un portavoz señaló que "el casco se fabrica a medida utilizando tecnología de impresión 3D e incluye válvulas integradas, mecanismos para retraer y bloquear la visera, y micrófonos dentro de la estructura del casco".

Usos militares y de defensa para la impresión 3D

También se están logrando avances en la industria de defensa con la fabricación aditiva, que incluyen:

Proyecto de casco sin juntas

En abril, el ejército de los Estados Unidos firmó un contrato para su "Proyecto de casco sin juntas", que tiene el ambicioso objetivo de desarrollar una impresora de metal 3D tan grande que pueda crear el exterior de un camión militar en una pieza gigante. La misión es desarrollar una herramienta a gran escala capaz de producir cascos de vehículos de combate únicos y sin juntas con un tamaño neto cercano a 30 'por 20' por 12 '.

Misiones de remoción de minas

El Cuerpo de Marines de los EE. UU. Aprovechó con éxito la fabricación aditiva para ayudar en su misión de limpieza de minas mediante la impresión en 3D de un casco para un motor de cohete que se utiliza para detonar una carga de línea de limpieza de minas M58 (MICLIC).

El MICLIC es una carga de línea explosiva proyectada por un cohete que abre un camino a través de campos de minas y otros obstáculos en el campo de batalla. La utilización de la fabricación aditiva para producir la gorra permitió a los marines superar los inconvenientes costosos y laboriosos de las técnicas de fabricación tradicionales y proporcionar un método más eficiente para producir la pieza. La tapa se imprimió en 3D en acero inoxidable antes de ser probada en Yuma Proving Ground en Arizona. Durante el evento de prueba, el casco impreso en 3D se colocó en un motor de cohete que se utilizó para detonar con éxito una carga de línea de limpieza de minas.

¿Está interesado en obtener más información sobre los beneficios de la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva es un cambio de juego para los fabricantes de todos los tamaños. Puede permitirles crear productos de forma más rápida y económica, con menos desperdicio de producción y mejor precisión. Cuando se mira el panorama general, la AM también está cambiando la vida de los estadounidenses de todos los días, desde los avances médicos hasta el transporte y las carreteras más seguros.

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