Normas para impresión 3D (actualización 2020): panorama actual y hoja de ruta

La estandarización es la base de cualquier industria madura. Para el mundo en rápida evolución de la fabricación aditiva, no es un lujo sino una necesidad.

Según una reciente encuesta de EY, el 46 % de las empresas planea usar impresión 3D para producción de piezas finales para 2022. A medida que la tecnología pivota del prototipado a la producción, la urgencia de estándares comunes nunca ha sido mayor.

El valor de la estandarización para la impresión 3D

Los estándares —buenas prácticas, regulaciones y referencias— crean una base compartida que promueve una adopción más amplia y asegura calidad consistente. En fabricación aditiva, juegan un doble papel:

• Consistencia. Los procesos aditivos implican una compleja red de variables —materias primas, optimización de diseño y parámetros de máquina— cada una exigiendo control riguroso. Los estándares delinean los parámetros para cada etapa, permitiendo a las empresas comparar su producción contra criterios objetivos y eliminar costosos ciclos de prueba‑error.
• Cumplimiento regulatorio. Industrias como médica, automoción, aeroespacial y defensa requieren certificación estricta. Como las piezas AM pueden exhibir propiedades diferentes a las fabricadas tradicionalmente, directrices claras de cualificación y certificación son esenciales para aprobación regulatoria.

Retos actuales en la estandarización de la fabricación aditiva

Aunque existen varios estándares, muchos críticos permanecen en desarrollo. Brechas clave incluyen:

• Materiales. Los materiales de AM metálica dominan mercados aeroespacial y médico, yet datos mecánicos estandarizados para estos polvos son escasos. Los estándares de materiales convencionales no siempre se transfieren directamente porque las piezas AM pueden comportarse de forma distinta.
• Control de proceso. Datos propietarios sobre variables de proceso —historial térmico, microestructura, formación de defectos— limitan la capacidad de comparar rendimiento. El intercambio abierto y colaborativo de datos es crucial para avanzar en esta área.
• Certificación. La QA actual depende de pruebas post‑producción, que son lentas y consumen recursos. La industria necesita vías de certificación robustas en tiempo real que consideren las características únicas de las piezas AM.

Construyendo un marco global de estándares

El consenso global aún no se ha alcanzado, pero el impulso crece. ISO y ASTM International han establecido grupos de trabajo conjuntos para armonizar estándares AM bajo la Estructura de Estándares de Fabricación Aditiva, cubriendo materiales, procesos, equipos y tratamiento de piezas finales.

• Hasta mayo de 2020, el Comité F42 de ASTM había aprobado 22 estándares, y ISO/TC 261 había publicado 15 con 30 en desarrollo.
• ASTM ha financiado iniciativas de investigación, incluyendo una subvención 2019 al National Additive Manufacturing Innovation Cluster (NAMIC) en Singapur.

Estándares de fusión por lecho de polvo metálico

El estándar ASTM F3303, publicado en 2018, establece criterios de cualificación para tecnologías SLM, EBM y DMLS usadas en médica, aeroespacial y otros sectores de alto rendimiento. La Federación de Industrias de Polvos Metálicos (MPIF) ha emitido nueve métodos de ensayo para caracterizar polvos de AM metálico, reforzando el foco del sector en fiabilidad de material.

Estándares específicos aeroespaciales

La nueva suite de estándares PBF de SAE International —AMS— cubre materiales de aleación de níquel y requisitos de proceso para componentes de aeronaves y naves espaciales. La especificación de polímero AMS7100, introducida el año pasado, asegura repetibilidad para FDM y otros procesos de extrusión. El comité F42 de ASTM también desarrolla cuatro estándares adicionales abordando materia prima, propiedades de pieza final, rendimiento de sistema y principios de cualificación.

El Additive Manufacturing Standardisation Collaborative (AMSC)

Formado por America Makes, el Instituto de Innovación en Fabricación Aditiva y ANSI, la hoja de ruta de AMSC identifica 93 brechas —18 de alta prioridad— en el panorama AM. Su portal en línea lanzado en 2019 rastrea la actividad de estandarización y acelera el cierre de brechas.

La colaboración impulsa el progreso

Las alianzas industriales son esenciales para avanzar en estándares AM. Ejemplos incluyen:

• SLM Solutions asociándose con DIN para acelerar adopción de impresión 3D metálica.
• Oerlikon y Boeing colaborando en estándares AM basados en polvo de titanio para aeroespacial y defensa.
• Inversión de 300 000 $ de ASTM en investigación en el Additive Manufacturing Center of Excellence, enfocada en materia prima, cualificación de proceso, post‑procesado y pruebas.
• El Center of Excellence, co‑fundado por ASTM, Universidad de Auburn, NASA, EWI y el MTC del Reino Unido, busca cerrar brechas entre I+D y estandarización en evaluación de materiales, especificaciones de máquinas láser, métricas de calidad superficial y directrices de ensayo mecánico.

Estandarización: moldeando el futuro de la impresión 3D

«Mejores estándares universalmente aceptados permitirían a las empresas comparar manzanas con manzanas y tomar decisiones informadas a través de un ecosistema coherente de proveedores, fabricantes y usuarios».
Avi Reichental, Fundador de XponentialWorks

Aunque la adopción principal de la impresión 3D aún se enfrenta a obstáculos de calidad, consistencia y certificación, estándares robustos desbloquearán el potencial total de la tecnología. Establecer directrices claras y accionables impulsará el uso en grado de producción, fomentará confianza en toda la industria y acelerará la transición de nicho a mainstream.