Fabricación de forma libre sólida (SFF): producción 3D de precisión sin moldes

La Fabricación de Forma Libre Sólida (Solid Freeform Fabrication - SFF) es la producción de piezas y componentes específicos sin necesidad de moldes y matrices personalizados. Se fabrican en un proceso de forma libre usando archivos informáticos y equipos cuidadosamente controlados para construirlos capa por capa. Hay varios métodos disponibles, todos basados en Diseño Asistido por Computadora (CAD) y herramientas de control de proceso. Plásticos, metales y resinas pueden usarse para hacer una variedad de componentes y prototipos tridimensionales totalmente funcionales y utilizables.

Principio general: capas a partir de archivo CAD

Cuatro tipos comunes de SFF están en uso. Comienzan con la generación de un archivo informático que representa con precisión el objeto a producir en tres dimensiones. El ordenador divide el objeto en una serie de láminas (slices), basándose en el espesor de los materiales que se usarán en fabricación, y los alimenta a una unidad de producción. Esta coloca las láminas una a una, construyendo el objeto hasta completarse.

Métodos principales

• Sinterizado selectivo por láser (selective laser sintering): un láser fusiona materiales en polvo para hacer cada capa.
• Fabricación de objetos laminados (laminated object manufacturing): el ordenador crea una serie de capas y las une entre sí.
• Estereolitografía (stereolithography): usa una plataforma sumergida en una piscina de resina. La plataforma se expone a luz ultravioleta para curar una capa, y luego se baja para repetir. A medida que la plataforma desciende, el objeto toma forma.
• Modelado por deposición fundida (fused deposition modeling): usa plástico calentado forzado a través de una boquilla para crear una capa. Cada capa sucesiva se construye sobre la anterior al curarse, creando un objeto sólido terminado. El mejor método depende de los materiales y el tipo de objeto.

Aplicaciones: investigación, prototipos, militar y consumo futuro

Las universidades usan SFF en investigación y desarrollo, donde ingenieros también trabajan en nuevas tecnologías para hacer el proceso más rápido y barato. Esto puede incluir investigación en métodos de producción totalmente nuevos, algunos destinados a hacerlo accesible a consumidores finales. En lugar de comprar productos, por ejemplo, los consumidores podrían comprar archivos que alimenten sus impresoras 3D personales y crear una salida instantánea.

Los fabricantes tienen uso para esta tecnología en creación de prototipos y componentes personalizados. Crear herramientas únicas, por ejemplo, puede ser mucho más rentable con este método. También hay aplicaciones militares para SFF, con investigación y desarrollo en contextos de defensa. Las carreras en este campo son muy variadas, y un título universitario suele ser requerido para trabajar en SFF.

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Por Mary McMahon

Desde que comenzó a contribuir al sitio hace varios años, Mary ha abrazado el emocionante desafío de ser investigadora y escritora de About Mechanics. Mary tiene un título en artes liberales del Goddard College y pasa su tiempo libre leyendo, cocinando y explorando la naturaleza.