Entrevista al Chief Technologist de ANSYS: Impulsando el éxito en impresión 3D metálica mediante simulación

La impresión 3D metálica presenta retos únicos —distorsión térmica, tensiones residuales, agrietamiento y deformación— que pueden arruinar una construcción. El software de simulación es esencial para predecir y mitigar estos riesgos antes de que una pieza salga de la impresora.

Al simular tanto la pieza como el proceso de impresión, los ingenieros pueden identificar modos de fallo potenciales temprano, refinar diseños y optimizar parámetros de proceso, reduciendo drásticamente el número de construcciones fallidas.

ANSYS, líder de 1.000 millones de dólares en simulación de ingeniería, ha entrado en la arena de fabricación aditiva con su Additive Suite —un conjunto integrado de simulación metálica y herramientas avanzadas de diseño. A través de adquisiciones estratégicas, incluyendo la firma de simulación metálica 3DSIM y el proveedor de datos de materiales Granta Design, ANSYS está expandiendo rápidamente sus capacidades para impresión 3D metálica.

Esta semana hablamos con Dave Conover, Chief Technologist de Fabricación Aditiva de ANSYS, para aprender cómo la empresa ayuda a los ingenieros a navegar las complejidades de la impresión 3D metálica, el panorama actual del mercado y cómo los nuevos usuarios pueden empezar.

¿Qué problemas aborda ANSYS en fabricación aditiva?

ANSYS tradicionalmente suministra herramientas de simulación que predicen cómo se comporta un producto en la vida real. Con el auge de la fabricación aditiva, reconocimos una necesidad paralela: simular el propio proceso de fabricación. Problemas como distorsión de pieza, agrietamiento y tensiones residuales pueden cuantificarse y mitigarse durante la fase de diseño.

Nuestra Additive Suite ahora incluye simulación de proceso, herramientas de optimización de diseño como optimización topológica, y diseño de estructuras de celosía —capacidades que antes no estaban disponibles para la fabricación tradicional.

¿Cómo funciona la Additive Suite de ANSYS?

La suite se organiza en tres soluciones centrales:

• Additive Print — Diseñado para operadores de máquina e ingenieros de diseño, esta herramienta predice rápidamente la distorsión y ofrece estrategias de compensación para asegurar una construcción exitosa.
• Additive Design — Permite a los diseñadores simular el proceso, para que puedan iterar piezas con las restricciones únicas de la AM metálica en mente.
• Additive Science — Permite a científicos de materiales e ingenieros de proceso afinar ajustes de máquina, reducir porosidad y lograr microestructuras deseadas.

Estas herramientas complementarias cubren todo el flujo de trabajo —desde el diseño a la operación de máquina a la optimización de proceso.

¿Qué industrias se benefician más del software de simulación de ANSYS?

La aeroespacial sigue siendo un adoptante primario, gracias a las capacidades de aligerado de la tecnología y su habilidad para producir componentes complejos y multifuncionales. La ingeniería biomédica también abraza rápidamente la AM metálica para implantes y prótesis personalizados. Más allá de estos, muchos sectores —desde automoción a energía— exploran la impresión 3D metálica para ganar ventaja competitiva o reducir costes de utillaje para producción de bajo volumen.

¿Cómo usa el sector biomédico la AM metálica y dónde encaja la simulación?

Implantes y prótesis personalizados son la aplicación biomédica central. La simulación juega un papel crucial prediciendo la distorsión térmica para que la pieza final pueda pre-distorsionarse durante el diseño, asegurando un ajuste perfecto para cada paciente.

¿Qué limitaciones existen aún en el software de simulación actual?

La AM metálica es inherentemente compleja: los láseres interactúan con el polvo de formas difíciles de capturar totalmente en un modelo. Como resultado, la mayoría de simulaciones dependen de suposiciones simplificadoras que limitan la precisión. Sin embargo, la investigación mundial en curso está mejorando rápidamente la fidelidad de estos modelos.

¿Cuándo podemos esperar simulaciones de mayor precisión?

Anticipamos avances significativos dentro del próximo año, con nuevas herramientas que incorporen física de proceso más detallada y validen contra datos experimentales.

¿Por qué ANSYS adquirió 3DSIM en 2017?

Nuestros clientes ya estaban abrazando la AM metálica y necesitaban soporte extremo a extremo —desde diseño a comprensión de proceso. La experiencia de 3DSIM en simulación de proceso y modelado de microestructura complementaba nuestras fortalezas, permitiéndonos entregar soluciones integrales rápidamente.

¿Cómo mejorará la adquisición de Granta Design las capacidades AM de ANSYS?

Granta Design actúa como un PLM para datos de materiales. Al integrar su base de datos, los usuarios pueden importar fácilmente propiedades de materiales validadas y ajustes de máquina a las simulaciones de ANSYS, asegurando consistencia y precisión en todo el flujo de trabajo.

¿Hay otras alianzas en el horizonte?

Continuamos expandiendo nuestro ecosistema. Movimientos recientes incluyen la adquisición de una empresa de óptica para soportar necesidades de simulación de luz para investigación de vehículos autónomos y explorar más colaboraciones que aborden huecos en la cadena de valor AM.

¿Qué consejo daría a empresas que buscan adoptar impresión 3D metálica?

Empiece identificando piezas que aporten valor comercial claro y considere asociarse con oficinas de servicios de impresión 3D experimentadas para prototipar. Invierta en formación y documentación de proceso; la tecnología madura rápido, pero la experiencia es crítica. La paciencia es clave —espere una curva de aprendizaje antes de lograr paridad de producción completa con la fabricación convencional.

¿Cuál es el estado actual de la impresión 3D metálica?

La industria ha superado el hype inicial hacia una fase de expectativas realistas y crecimiento constante. Aunque las tasas de adopción varían, las ventas de impresoras metálicas aumentan y la tecnología se vuelve mainstream en aeroespacial, médico y otros sectores de alto valor.

¿Qué desafíos deben resolverse para acelerar la adopción?

Los obstáculos clave incluyen madurar la tecnología de máquina, estandarizar flujos de trabajo extremo a extremo y agilizar pasos de post-procesado como tratamiento térmico. La continua consolidación del ecosistema AM fragmentado simplificará la integración para empresas pequeñas y medianas.

Reflexiones finales

La AM metálica evoluciona rápido pero aún requiere esfuerzo colaborativo entre proveedores, investigadores y usuarios. En ANSYS, estamos comprometidos a avanzar herramientas de simulación e investigación industrial para hacer la fabricación aditiva tan rutinaria como el mecanizado hoy.

Para más información sobre ANSYS y sus soluciones de simulación, visite: https://www.ansys.com/