5 casos de uso innovadores para la impresión 3D en metal

La impresión 3D de metal ha experimentado un rápido crecimiento durante el último año, según el Informe Wohlers de este año. Si bien no todas las aplicaciones industriales se prestan a la tecnología, hay varios casos en los que la impresión 3D de metal puede ser la opción de fabricación correcta. Mayor libertad de diseño, complejidad y a una fracción del costo:estos beneficios y más demuestran cómo la inversión en tecnologías de impresión 3D de metal puede ayudar a las empresas a producir productos innovadores. Hoy, analizaremos las aplicaciones de la impresión 3D de metal que ya han demostrado ser muy adecuadas para este método de fabricación.

Dispositivos médicos

La industria médica tiene una larga historia de uso de la impresión 3D para crear prototipos y modelos 3D para la planificación quirúrgica. Los enormes avances biomédicos y médicos de la impresión 3D ahora también han hecho realidad la perspectiva de una atención más personalizada. Aquí la impresión 3D de metal se destaca por sí misma, brindando a los profesionales de la salud una forma rentable de producir dispositivos médicos únicos y personalizados , como implantes y dentaduras postizas, que se adaptan exclusivamente a la anatomía de un paciente.

La creación de dispositivos tan complejos e intrincados no es fácilmente accesible con enfoques tradicionales como la fundición o el mecanizado, sobre todo debido al alto costo de producción. La impresión 3D de metal, por otro lado, es especialmente adecuada para la tarea de crear piezas muy complejas en volúmenes bajos, lo que la convierte en una alternativa económicamente viable para aplicaciones médicas.

Ya se puede utilizar una gama de metales biocompatibles como titanio, aleaciones de cromo cobalto, tantalio, así como metales preciosos como oro, plata y platino para imprimir dispositivos médicos en 3D. Un ejemplo:gracias a la impresión 3D de metal, un neurocirujano australiano pudo producir un implante espinal de titanio para aliviar el dolor nervioso de un paciente. El implante fue diseñado para adaptarse perfectamente a la anatomía del paciente, mientras que un reemplazo estándar no habría podido aliviar el dolor de la misma manera.

En odontología, la impresión 3D de metal se puede utilizar para crear pequeños lotes de piezas dentales altamente personalizadas. Argen es una empresa que se especializa en tecnología digital dental y utiliza aleaciones metálicas en forma de polvo para producir restauraciones dentales personalizadas bajo demanda. En este caso.

Componentes de la aeronave

La impresión 3D de metales ha sido una gran ayuda para la industria aeroespacial, especialmente porque la tecnología se puede utilizar para crear componentes metálicos ligeros, aumentando así la eficiencia. Varios componentes de aviones ya se pueden imprimir en 3D en metal, incluidos impulsores, intercambiadores de calor, inyectores y revestimientos de combustor. Si bien estos componentes críticos de vuelo deben, como era de esperar, someterse a estrictos procesos de certificación, muchos ya están instalados en las aeronaves. Por ejemplo, los soportes de titanio impresos en 3D se utilizan en el avión comercial de producción en serie de Airbus, el A350 XWB. Boeing también está listo para instalar componentes de titanio estructurales impresos en 3D para su 787 Dreamliner.

GE es otra empresa pionera en el campo de la impresión 3D de metales. Además de sus famosas boquillas de combustible impresas en 3D, la compañía también está construyendo GE Catalyst, un motor turbohélice avanzado con más de un tercio de sus componentes producidos mediante impresión 3D y varios metales. Con un nuevo enfoque de diseño, los ingenieros de GE pudieron hacer que un componente sea más eficiente reduciendo el número de piezas separadas de 855 a solo 12. Este nuevo diseño podría ayudar a reducir el consumo de combustible de un motor hasta en un 20% y lograr un aumento de potencia del 10%.

Joyas

La industria de la joyería ya está aprovechando al máximo la impresión 3D en metal para dar vida a diseños únicos e inimaginables. Sin embargo, además de la innovación en el diseño, las ventajas de utilizar la impresión 3D en metal incluyen tiempos de entrega más rápidos, menor desperdicio de material (que es particularmente beneficioso en el caso de metales preciosos costosos) y la oportunidad de diferenciarse en un mercado altamente competitivo.

La empresa de joyería Boltenstern, por ejemplo, utilizó PRECIOUS M 080 de EOS para crear su colección de joyas "Embrace", impresa en 3D en oro y platino. Mediante el uso de la tecnología, Boltenstern pudo crear un nivel previamente inalcanzable de personalización y complejidad de diseño. Del mismo modo, la empresa de relojería Montfort ha utilizado la tecnología de inyección de aglutinantes de metal de alta precisión para crear esferas de acero para su colección de relojes "Strata", logrando geometrías altamente complejas imposibles con las técnicas de fabricación tradicionales.

Repuestos



Para industrias como el petróleo y el gas o la defensa, la gestión del suministro frecuentemente restringido de las piezas de repuesto en ubicaciones remotas y en alta mar es un desafío importante. Los suministros retrasados ​​no son desconocidos, especialmente en el caso de ubicaciones particularmente remotas. Afortunadamente, la impresión 3D puede ayudar a transformar la cadena de suministro de piezas de repuesto gracias a la capacidad de producir piezas cerca o en el punto de uso real. La perspectiva de imprimir piezas metálicas en 3D bajo demanda también puede ayudar a reducir los costosos costos de inventario.

Además, la impresión 3D también se puede utilizar en los casos en los que no existen versiones de una pieza. En este caso, la impresión 3D, junto con la ingeniería inversa, se puede utilizar para producir de forma rentable versiones replicadas de piezas obsoletas.

Herramientas

Quizás sorprendentemente, la impresión 3D de metal también es valiosa para crear herramientas auxiliares. Un elemento clave del proceso de fabricación, una cavidad de molde se llena con material fundido que se enfría y endurece para adaptarse a la configuración de la cavidad.

Tradicionalmente, los moldes se fresan con CNC y pueden someterse a múltiples iteraciones de diseño, lo que lleva semanas antes de que se logre el diseño final. Se desperdicia una gran cantidad de material durante este proceso, lo que resulta en una etapa de configuración que es costosa y requiere mucho tiempo. Sin embargo, con la impresión 3D de metal, los moldes de inyección se pueden producir de manera mucho más rentable:la tecnología utiliza el material solo donde es necesario, lo que reduce el desperdicio de material y permite cambios de diseño más frecuentes y tiempos de respuesta más rápidos.

Además , mediante el uso de la fabricación aditiva, los ingenieros pueden crear moldes de inyección con una funcionalidad mejorada. Esto se puede lograr integrando canales de enfriamiento de formas más complejas dentro del diseño. La transferencia de calor homogénea dentro del molde ayuda a lograr mayores características de enfriamiento. El proveedor de moldes Conformal Cooling Solutions utiliza un sistema de deposición robótica y materiales de acero para herramientas (aceros al carbono y aleados) para imprimir moldes de inyección en 3D con canales conformados. Utilizando la tecnología, la empresa puede reducir el tiempo de ciclo en un 25%, al tiempo que mejora la calidad de la pieza.

Impresión 3D de metal:¿cuándo es la solución adecuada?

Generalmente, la impresión 3D de metal es la tecnología ideal para producir piezas complejas y personalizadas que son difíciles o muy costosas de crear utilizando métodos de producción tradicionales. A pesar de ser una evolución relativamente reciente en la impresión 3D, la impresión 3D de piezas metálicas ya ha demostrado ser una gran promesa para una amplia gama de aplicaciones e industrias.

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