Comprensión de la tecnología y los procesos de fabricación aditiva

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Si está leyendo esto, probablemente ya sepa qué es una impresora 3D (si no lo sabe, lea este artículo sobre la impresión 3D frente al moldeo por inyección). Pero, ¿entiende las diferencias entre la gran cantidad de procesos, tecnologías y aplicaciones de fabricación aditiva?

Para empezar, aquí hay tres formas sencillas de categorizar las diversas tecnologías de fabricación aditiva:

1. Sólidos Derretidos

Hay toda una serie de tecnologías de fabricación aditiva que se basan en fundir un material y sacarlo de una boquilla o efector final de algún tipo. Estas tecnologías aditivas esencialmente reconstruyen un material "completo" (como de un carrete) en una nueva forma al fundirse y colocarse en capas en una nueva forma.

2. Líquidos Solidificantes

Probablemente no lo vio venir, pero sí, existe un proceso de tecnología de fabricación aditiva que es el total inverso de la fusión de sólidos. Basándose típicamente en resinas o polímeros fotosensibles, estas impresoras 3D normalmente funcionarán aplicando un láser o una proyección para solidificar una película delgada de la resina en un objeto sólido.

3. Polvos de fusión

Posiblemente el formato tecnológico más conocido, la fusión en polvo funciona exactamente como sugiere su nombre. El material con el que está trabajando es un polvo en su formato "crudo" y se fusiona a través de un agente aglutinante o derritiendo el material con una fuente de calor.

Habiendo tratado un puñado de las diferentes formas en que puede fabricar cosas de forma aditiva, profundicemos en los procesos específicos de fabricación aditiva.

Procesos de fabricación aditiva

FFF:Fabricación de filamentos fundidos

Lo más probable es que, cuando alguien dice impresión 3D, piense en esta tecnología aditiva. Fácilmente la tecnología de aditivos más prolífica del auge de las máquinas de escritorio que comenzó alrededor de 2010, las máquinas FFF fabrican productos con un carrete de plástico que se conduce a través de una extrusora de extremo caliente que derrite el plástico en forma líquida, que luego se presenta en un patrón. esa es una porción del objeto. Es posible que conozca FFF gracias a las empresas de hardware de fabricación aditiva como Ultimaker.

Solicitudes FFF

FFF es una fantástica tecnología de fabricación aditiva de caballo de batalla para la creación de prototipos, la fabricación de productos básicos, la prueba rápida de ideas y los flujos de trabajo generales de ideación. Por supuesto, FFF también se puede usar con más "permanencia" en mente para fabricar productos también. FFF es una tecnología confiable para la fabricación aditiva, con pocas cosas que pueden salir mal, un tiempo de inactividad mínimo y, en general, objetos bien producidos. Está limitado principalmente por la resolución de la impresión, lo que creará una compensación entre la precisión y la velocidad. Las piezas FFF también requieren un procesamiento posterior para el acabado y, por lo general, es necesario quitar las líneas de las crestas para pintarlas.

SLA y DLP:aditivo láser selectivo y procesamiento de luz digital

Posiblemente el segundo proceso de impresión 3D más popular/famoso después de FFF, esta tecnología aditiva también se benefició de un auge en las empresas a partir de 2010. Estas impresoras 3D utilizan un tanque de resina fotosensible, y el objeto se fabrica pasando un láser sobre la capa para solidificar la resina en su lugar. DLP se diferencia de SLA en que proyecta toda la capa de imagen utilizando un proyector en lugar de un láser. Podría decirse que DLP es más rápido, ya que toda la capa se proyecta a la vez en lugar de usar un láser para rastrear, pero nuevamente hay compensaciones, generalmente alrededor del acabado de la superficie. Lo más probable es que conozca la impresión SLA a través de empresas como FormLabs.

Aplicaciones SLA y DLP

Hay muchas opciones de resina disponibles, la mayoría de las cuales simulan las propiedades del material de un plástico. Los beneficios de SLA sobre FFF suelen ser la precisión y el acabado de la superficie, por lo que si está imprimiendo objetos con muchos detalles pequeños y finos, SLA le servirá mejor. Sin embargo, el proceso de SLA exige más de usted como usuario final, lo que requiere pasos adicionales después de que se realiza la impresión para que la pieza esté lista. SLA también puede imprimir piezas grandes y se usa a escala. Quizás recuerdes haber visto los zapatos Adidas Futurecraft 4D con una suela impresa en 3D, que se lograron con tecnología basada en SLA de Carbon.

MJF:fusión de chorro múltiple

Vaya, ¿fusión de chorro? ¿Y hay múltiplos de ellos? Sí. Esta tecnología aditiva es tan sorprendente como su nombre indica. Multi Jet Fusion produce piezas de nailon utilizando un sistema de inyección de tinta no muy diferente al que tendría en una impresora de papel normal. El cabezal de una máquina de fusión de chorro múltiple es considerablemente más complejo que el cabezal de una impresora normal, en lo que respecta al material de envío y los agentes aglutinantes. MJF tiende a dar un acabado y una propiedad de material mucho más consistentes que sus contrapartes de sinterización selectiva por láser.

Aplicaciones MJF

Para los profesionales, este proceso agrega color y materialidad para que la creación de prototipos pueda acercarse mucho más al objeto final que con otros procesos de creación de prototipos. Esta aplicación de fabricación aditiva es particularmente conveniente cuando el color es importante, no solo desde la perspectiva del acabado, sino también para representaciones visuales, como la impresión de un mapa de calor de tensiones directamente en la pieza, lo que facilita la comprensión de lo que sucede al revisar el objeto.

DMLS:sinterización directa de metal por láser

Antes de sumergirnos en este, vale la pena señalar que DMLS es un proceso de fabricación aditiva relativamente nuevo en relación con otros procesos de sinterización por láser. Lo más probable es que sepa qué es SLS (sinterización selectiva por láser) y las piezas de nailon que fabrica. DMLS funciona usando el mismo proceso, usando un láser para fusionar polvo metálico. Usualmente utilizado para crear prototipos de piezas complejas y fabricar productos personalizados en masa, DMLS le permite fabricar piezas que serán mucho más fuertes (porque, bueno... el metal es más fuerte que el plástico en su mayor parte) y realizar pruebas.

Aplicaciones DMLS

En relación con otros procesos, DMLS es costoso, ya que es un proceso de fabricación aditiva de metal. Esto es de esperar dado que los materiales, la tecnología y los protocolos de seguridad necesarios para albergar una máquina DMLS son costosos. Pero el costo, por supuesto, vale la pena para poder probar y validar procesos. Si trabaja en la industria aeroespacial o automotriz, una impresora DMLS será una de las formas más efectivas de crear prototipos de piezas únicas y complejas y estar lo más cerca posible de la pieza terminada. Podría estar pensando, "¿qué pasa con el mecanizado?" Por supuesto, aún puede usar el mecanizado como parte de cualquier proceso de creación de prototipos, pero estamos aquí para discutir objetos que necesitarían el uso de fabricación aditiva.

DED:deposición directa de energía

La impresión DED se considera mejor como la contraparte metálica de FFF para plásticos. Las máquinas DED usarán un polvo o un alambre (no muy diferente a un carrete de plástico) para calentar el metal en el punto de extrusión y depositarlo con una boquilla.

Solicitudes DED

A partir de la descripción de DED, puede pensar que se usaría en aplicaciones similares a FFF, pero con piezas metálicas. En realidad, el uso más común de DED en la actualidad es la construcción de piezas existentes y su inclusión en un proceso de fabricación híbrido para aplicaciones de fabricación aditiva de alta gama. Uno de los ejemplos más famosos sería el uso de la fabricación híbrida en el puerto de Rotterdam. Imprimirán piezas en 3D en timones dañados para hacer una pieza de repuesto y luego usarán un proceso de mecanizado para llevar la pieza a un estado completo, lista para usar en un nuevo barco.

Por supuesto, las opciones enumeradas anteriormente no son las únicas tecnologías de fabricación aditiva que se pueden usar para fabricar productos, pero todas están disponibles en Fusion 360 o Netfabb como salidas para su flujo de trabajo.

¿Qué proceso aditivo utilizas y para qué? Cuentanos en la sección de comentarios. Y si está listo para llevar su fabricación aditiva al siguiente nivel, así es como Fusion 360 puede ayudarlo.