Entrevista:Director global de metales de HP sobre el impacto de HP Metal Jet

HP es una empresa que no es ajena a los titulares:en 2016, envió olas en la industria de la impresión 3D con el lanzamiento de su tecnología Multi Jet Fusion.

Marcando la primera incursión de HP en la fabricación aditiva, la nueva tecnología prometía nuevas posibilidades para la producción de prototipos y piezas poliméricas funcionales de grado industrial a escala comercial. Ahora, dos años después, HP ha lanzado su última oferta:HP Metal Jet, su nueva tecnología de impresión 3D para la fabricación de alto volumen de piezas metálicas de grado de producción.

AMFG habló recientemente con el Director Global de HP de Metals, 3D Printing Business, Dr. Tim Weber, para descubrir más sobre el movimiento de la compañía hacia los metales y las implicaciones más amplias de HP Metal Jet para la producción de piezas finales.

Interrupción de una industria de 12 billones de dólares

“Desde que lanzamos nuestro negocio de plásticos hace dos años, nos hemos centrado en ofrecer una propuesta de valor real al mercado”, dice Weber. “Si pensamos en la impresión 3D hoy en día, la tecnología todavía se utiliza principalmente para aplicaciones de producción especializadas y de creación de prototipos. Si tomamos todo en consideración:hardware, materiales, software, etc., el mercado probablemente valga solo 10 mil millones de dólares. Eso es solo una fracción de los $ 12 billones que vale el sector de fabricación en general a nivel mundial ".

La visión de HP es interrumpir el sector de fabricación a través de sus tecnologías de impresión 3D y esto incluye el sector de fabricación de metales. Sin embargo, si bien HP Metal Jet forma parte de esta visión, existen desafíos que primero deben superarse. Weber identifica 3 áreas que HP se compromete a abordar.

“Primero, si vamos a crear un sistema que se utilizará para producir millones de piezas, tenemos que asegurarnos de que sea completamente robusto y que resista los entornos de fabricación normales. Además de esto, también necesitamos fabricar piezas que sean lo suficientemente buenas para ser utilizadas como piezas finales para una variedad de aplicaciones ”.

Weber también señala los desafíos relacionados con los materiales:“ El precio del material es otro factor crucial :los materiales son muy costosos y la fabricación depende del costo. Si tiene un método de producción que proporciona una forma de producir piezas a un costo menor, la mayoría de los fabricantes lo cambiarán de inmediato. Pero debemos asegurarnos de que se reduzcan los costos generales de material.

“La segunda parte es la selección de materiales. Con miles de plásticos y diferentes aleaciones de metales disponibles, necesitamos permitir un enfoque simplificado. Es por eso que hemos creado una plataforma de materiales abierta para plásticos y metales para permitir eso ".

El punto de partida:HP Multi Jet Fusion

Antes de profundizar en Metal Jet, primero vale la pena echar un vistazo al viaje de HP hacia la fabricación aditiva, que comenzó con su tecnología Multi Jet Fusion.

HP Multi Jet Fusion utiliza un proceso de inyección de aglutinante, mediante el cual el polvo de plástico se esparce por la cama. Un agente de fusión, diseñado para absorber energía infrarroja, se lanza a través de un área de la pieza que necesita solidificarse utilizando la tecnología PageWide de HP. La energía infrarroja es absorbida por el material, derritiendo los plásticos y construyendo lentamente la pieza.

Hasta la fecha, la cartera de impresoras HP Multi Jet Fusion incluye la 4200 y la 4210, y la empresa ha anunciado una versión integrada más pequeña de este sistema, la serie HP Jet Fusion 500/300, que Puede imprimir en color. En particular, Weber informa que un cliente, Forecast 3D en los EE. UU., Actualmente produce millones de piezas y ahora tiene 24 impresoras en funcionamiento, las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

"Con los plásticos, estamos dando el salto a la producción", dice Weber. “Nuestro objetivo es democratizar la fabricación aditiva, donde los usuarios que antes solo creaban prototipos pueden pasar directamente a la fabricación con exactamente la misma tecnología”.

De plásticos a metales

La tecnología Multi Jet Fusion de HP ha proporcionado la plataforma de lanzamiento perfecta para Metal Jet.

Sin embargo, el avance hacia la impresión 3D en metal no está exento de desafíos.

“Debido a que se trata de fabricar, no de prototipos, los costos son importantes”, dice Weber. “Los fabricantes de impresoras 3D deben tener una economía superior que nos permita competir, no con otras empresas de fabricación aditiva, sino con métodos tradicionales como la fundición por inversión, el moldeo por inyección de metal y el CNC. Al mismo tiempo, tenemos que asegurarnos de que podamos producir piezas de alta calidad que cumplan con los estándares utilizando la tecnología ”.

La tecnología de inyección de aglutinante se basa en el proceso Multi Jet Fusion y utiliza moldeo por inyección de metal ( MIM) polvos. En particular, se dice que Metal Jet es hasta 50 veces más productivo que las tecnologías de sinterización láser y aglutinantes comparables en el mercado actual, y es capaz de producir piezas isotrópicas que cumplen con las normas ASTM.

“Lo que hicimos fue tomar la plataforma fundamental Multi Jet Fusion y rediseñar la impresora para que funcione con polvo metálico en lugar de polvo plástico”, explica Weber. "Sin embargo, en lugar de inyectar un agente de fusión, inyectamos un agente aglutinante. La tecnología de tinta HP Latex es lo que estamos aprovechando para crear nuestro aglutinante porque produce piezas ecológicas realmente resistentes y no requiere mucho ".

“HP es probablemente la mejor empresa de impresión digital del mundo. Utilizamos exactamente la misma tecnología, desde el punto de vista de la inyección de tinta, en todas nuestras impresoras. A lo largo de 30 años, hemos aprendido cómo podemos inyectar todas estas cosas diferentes utilizando nuestra tecnología de inyección de tinta térmica. Aprovechando esa profundidad de experiencia, hemos creado un aglutinante revolucionario, un avance en el sentido de que con el moldeo por inyección de metal, por lo general, tiene más del 10% en peso de aglutinante que debe quemarse. En nuestro caso, tenemos menos del 1%, que es un orden de magnitud menor, lo que lo hace más rápido, de menor costo y mucho más sencillo de sinterizar. “

Con el objetivo de la producción en masa, HP ha lanzado su sistema con acero inoxidable en primera instancia. "Queríamos asegurarnos de perfeccionar un material, de principio a fin", explica Weber. “Es importante asegurarnos de que hemos establecido el control del proceso y hemos cumplido con un conjunto de tolerancias que se requieren. Pronto nos ampliaremos a otras variaciones de aceros inoxidables como aceros con bajo contenido de carbono y aceros aleados. Pero como tuvimos que elegir uno para comenzar, optamos por el 316I, que es un caballo de batalla en la industria ”.

Weber cree que la tecnología patentada de HP, que aprovecha tanto la impresión como el encuadernador, será la clave para desbloquear una propuesta de valor sostenible para la fabricación aditiva de metales.

El poder de las asociaciones estratégicas

Junto con el lanzamiento, HP también anunció varias asociaciones estratégicas, con el objetivo de desbloquear completamente el potencial de HP Metal Jet para piezas metálicas funcionales. Uno de los socios es GKN Powder Metallurgy , un gran fabricante de piezas metálicas que produce alrededor de 13 millones de piezas al día. La asociación ya ha dado lugar a varios clientes industriales clave, incluido Wilo , un fabricante líder de bombas y Volkswagen . HP y Volkswagen están implementando un plan plurianual para integrar Metal Jet en su estrategia de fabricación.

La colaboración entre Volkswagen, GKN Powder Metallurgy y HP ha dado como resultado la capacidad de actuar rápidamente para evaluar la fabricación de piezas personalizables en masa, como llaveros individualizados y placas de identificación montadas en el exterior.

El plan plurianual de Volkswagen para utilizar HP Metal Jet también incluye la producción de piezas funcionales de mayor rendimiento con requisitos estructurales importantes, como pomos de cambio de marchas y soportes de retrovisores. A medida que nuevas plataformas, como los vehículos eléctricos, entren en producción en masa, se espera que HP Metal Jet se aproveche para aplicaciones adicionales como el aligeramiento de piezas metálicas con certificación de seguridad completa.

La segunda asociación notable es Parmatech , que cuenta con 40 años de experiencia en moldeo por inyección de metales. Principalmente al servicio de la industria médica, la asociación ofrece una oportunidad única para que HP penetre en el sector.

"Si bien podemos ser la mejor empresa de impresión del mundo, decidimos asociarnos con quienes tienen experiencia en la producción de piezas metálicas para la industria", explica Weber. “Con GKN, podremos trabajar juntos para producir piezas para todos los demás clientes industriales y de automoción. Parmatech es muy innovador y la industria médica representa una gran oportunidad para el acero. Nuestro plan con ambas asociaciones es establecer impresoras en sus ubicaciones donde puedan comenzar a interactuar con sus clientes con lo que llamamos un servicio de producción de Metal Jet ”.

HP planea utilizar su servicio de producción para apuntar a industrias clave, que incluyen los sectores automotriz, médico e industrial.

Mirando hacia el futuro

Con HP entrando en el mercado de metal AM, ¿cómo ve Weber la evolución de la fabricación aditiva en los próximos 5 años?

“Creo que es un momento realmente emocionante para la industria. La impresión 3D se ha centrado en la creación de prototipos y la producción especializada de plásticos y metales durante mucho tiempo, pero ahora hemos llegado a un punto en el que estamos comenzando a ver una adopción más rápida de la tecnología. Esto solo continuará cuando comencemos el cambio de la creación de prototipos a la fabricación.

“En última instancia, estamos avanzando hacia la próxima revolución industrial en la que la fabricación distribuida jugará un papel clave. La capacidad de imprimir lo que necesita, donde y cuando lo necesite tendrá enormes implicaciones para las economías mundiales. HP se enorgullece de ser parte de esta revolución ”.

El servicio de producción HP Metal Jet, donde los clientes pueden cargar, probar y calificar diseños para la producción en masa y comenzar a recibir piezas, comienza a funcionar a principios de 2019. Los sistemas comerciales HP Metal Jet están programados para su lanzamiento general en 2020, con un precio de menos de $ 399,000.

Para obtener más información sobre HP Metal Jet, visite:https://www8.hp.com/us/en/printers/3d-printers/metals.html