Explicación de la fabricación directa:la ciencia detrás de la impresión 3D

La fabricación directa (DM), también conocida como fabricación aditiva o rápida, es un proceso que crea un objeto sólido tridimensional (3D) a partir de líquido o polvo. Esto se puede lograr golpeando la sustancia con un láser u otra forma de haz, como un haz de electrones, o dirigiéndola en forma fundida a través de boquillas extremadamente estrechas. Los diseños digitalizados, como los creados en programas de diseño asistido por computadora (CAD), se introducen en una computadora que controla el proceso y crea el producto final.

La fabricación directa puede caracterizarse de manera simplista como "impresión 3D". El funcionamiento puede parecerse al de una impresora clásica de inyección de tinta, pero funciona en tres dimensiones. Al igual que la impresión tradicional, una vez que el diseño se ingresa en la computadora, el resto del proceso se realiza sin interacción humana.

Los tipos de fabricación directa se pueden dividir en dos categorías principales:aquellos en los que se deposita material fundido y aquellos en los que se actúa sobre capas de material. En el primer caso, el material fundido (normalmente un plástico) se extruye a través de boquillas, ninguna de las cuales es mucho más ancha que un cabello humano. Los filamentos se colocan, una capa a la vez, según el dibujo CAD, con una capa típica que mide 0,005 pulgadas (0,0127 cm) de espesor.

En el caso del material sobre el que se trabaja, se aplica una fina capa de polvo, normalmente mediante un rodillo. Luego, se graba una capa del dibujo CAD sobre el polvo con un láser u otro rayo de energía. Las partículas de polvo se fusionan en la forma de la trayectoria del haz, creando una sola capa del dibujo. Luego, el proceso se repite hasta terminar el artículo.

Los artículos de fabricación especializada o limitada suelen ser los más adecuados para la fabricación directa, como prototipos o piezas para naves espaciales o aviones militares con una geometría inusual. En la creación de artículos para el usuario final, algunas empresas que trabajan con métodos DM afirman que el proceso es competitivo con las técnicas tradicionales de mecanizado y moldeo por inyección. Al decidir entre DM y otro proceso de fabricación, se deben considerar el volumen de fabricación, la complejidad del diseño y la probabilidad de cambio.

Debido a los costos prohibitivos de los moldes y las piezas mecanizadas necesarias para la fabricación tradicional, la fabricación directa puede resultar adecuada para tiradas de producción cortas o inciertas. Se puede utilizar para otros productos una vez finalizada la ejecución prevista. Para diseños muy complejos, DM puede crear artículos de una sola pieza que serían difíciles o incluso imposibles de crear con la mayoría de los otros métodos de fabricación.

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