Disipando 9 mitos comunes sobre la impresión 3D

La impresión 3D ha llegado a su punto de inflexión. Habiendo sido una importante herramienta de creación de prototipos durante décadas, la tecnología se está convirtiendo cada vez más en una solución viable para aplicaciones de fabricación.

Dicho esto, todavía hay muchos conceptos erróneos sobre la tecnología. Hoy, vamos a echar un vistazo a algunas de las creencias más comunes sobre la impresión 3D y a disipar los mitos detrás de ellas.

Mito 1:"La impresión 3D es una nueva tecnología"

La adopción de la impresión 3D va en aumento, ya que las capacidades de la tecnología están cada vez más a la altura del desafío de los entornos de fabricación exigentes. Con el interés en la impresión 3D durante la última década, puede ser fácil creer que la tecnología es nueva.

Pero, de hecho, la impresión 3D ha existido durante más de 30 años, con estereolitografía ( SLA) que se inventó en 1984 y se introdujo la primera impresora 3D en 1987.

Los avances que la tecnología ha logrado desde sus inicios en la década de 1980 han sido notables. Algunos de los beneficios que proporciona incluyen flujos de trabajo de fabricación digitalizados, una cadena de suministro simplificada, más agilidad, más producción bajo demanda y justo a tiempo, menores costos y la capacidad de crear geometrías complejas.

Mito 2:"La FA sustituirá a la fabricación tradicional"

Uno de los mitos comunes que rodean a la impresión 3D es la idea de que puede reemplazar los métodos de fabricación convencionales.

Actualmente, la fabricación aditiva representa solo una fracción del total de $ 12 billones de la industria de fabricación. Aunque esta proporción está a punto de crecer, es poco probable que la impresión 3D reemplace por completo los métodos de fabricación establecidos como el moldeo por inyección y el mecanizado CNC.

La impresión 3D sigue siendo una tecnología bastante especializada, que se adapta mejor a ciertas aplicaciones. Estos incluyen, por ejemplo:

• Componentes con plazos de entrega prolongados:la impresión 3D de estas piezas directamente sin necesidad de herramientas puede acelerar los tiempos de producción y la entrega.
• Piezas personalizadas:la impresión 3D permite una personalización rentable, especialmente para volúmenes bajos.
• Piezas complejas:la impresión 3D ofrece una solución para fabricar piezas que son demasiado caras de producir debido a su complejidad. Estos incluyen piezas con estructuras de celosía complejas y paredes delgadas.

En lugar de pensar en la impresión 3D como un reemplazo de la fabricación tradicional, es mejor verla como un complemento de los métodos existentes.

Mito 3:"La impresión 3D es una tecnología"

En los círculos más convencionales, la impresión 3D se ha convertido en sinónimo de la tecnología de aditivos más popular hasta la fecha:la fabricación de filamentos fundidos (FFF). Si bien FFF sigue siendo el proceso de impresión 3D más reconocido, está lejos de ser el único.

En realidad, la impresión 3D es un término general que abarca un grupo de procesos de impresión 3D. El estándar ISO / ASTM 52900, que tiene como objetivo estandarizar la terminología utilizada en la impresión 3D, identifica siete categorías diferentes de procesos de AM. Estos son:

• Fotopolimerización de IVA (SLA, DLP)
• Inyección de aglutinante (Inyección de aglutinante de metal, Inyección de aglutinante de arena, Multi Jet Fusion de HP)
• Material a chorro
• Extrusión de material (FFF, deposición de metal enlazado)
• Fusión en lecho de polvo (SLS, SLM / DMLS, EBM)
• Deposición de energía dirigida (EBAM, WAAM)
• Laminación de láminas

Con tantas tecnologías diferentes, puede resultar difícil comprender sus capacidades y áreas de aplicación. La forma en que diseña, selecciona un material y posprocesa su pieza varía de una tecnología a otra. Sin duda, habrá una curva de aprendizaje involucrada, pero con todos los beneficios que ofrece la tecnología, definitivamente vale la pena dominarla.

Mito 4:"La fabricación aditiva es demasiado cara"

La fabricación aditiva, en particular con metales, se considera una tecnología cara de poseer. Si bien es cierto hasta cierto punto, el equipo y los costos operativos son solo una parte de la ecuación. Lo que también debe tenerse en cuenta es el impacto general que tendrá la AM en la cadena de suministro.

Considere el siguiente escenario. Está produciendo en masa una pieza de repuesto a 2 $ la pieza mediante moldeo por inyección. Pero, ¿y si solo necesita unos pocos cientos de unidades? Para amortizar los altos costos de herramientas, tendrá que producir miles de piezas idénticas, independientemente de la cantidad real de piezas que necesite. Esto significa que tendrá que mantener el inventario de las piezas que no utiliza actualmente, lo que generará costos de almacenamiento.

Administrar ese stock adicional es costoso si considera el almacenamiento, la manipulación y la eliminación de las piezas. Además, es probable que un almacén esté lejos de su ubicación, lo que generará gastos de transporte adicionales.

Por otro lado, la impresión 3D de esa misma pieza de repuesto podría ser varias veces más costosa de producir. Pero como la impresión 3D no requiere herramientas especializadas, le permite imprimir tantas piezas como necesite, cuando y donde las necesite. Este beneficio adicional de una cadena de suministro simplificada se traduce en ahorros de costos, ya que la impresión 3D ayuda a eliminar los costos de inventario y transporte.

En última instancia, elegir invertir en AM no tiene por qué significar comprar impresoras 3D de inmediato. . Para las empresas nuevas en la fabricación aditiva, la subcontratación de proyectos de AM puede ser una excelente introducción a la tecnología.

Mito 5:"La impresión 3D solo requiere presionar un botón"

Una analogía común utilizada con la impresión 3D es compararla con la impresión 2D:presionas un botón de "imprimir" y la pieza está lista para usar.

Sin embargo, esto está lejos de la realidad, ya que la impresión 3D industrial requiere una preparación y un posprocesamiento importantes del diseño para garantizar que las piezas salgan según lo previsto.

Eche un vistazo a nuestros artículos sobre las consideraciones de diseño AM o los problemas relacionados con la impresión 3D de metal:comprenderá simplemente cuán matizada puede ser la tecnología.

Para ayudar en la complejidad, las empresas han lanzado sistemas de hardware altamente automatizados, mientras que otras desarrollan software para mejorar y agilizar los procesos de AM, desde la preparación del diseño hasta la gestión del flujo de trabajo.

La impresión 3D robótica también está por llegar en foco, permitiendo a las empresas automatizar aún más varias operaciones de impresión 3D.

Si bien la impresión 3D de piezas con solo presionar un botón no es lo que ofrece la tecnología hoy, con las tendencias de automatización actuales podríamos acercarnos a esa visión en el futuro.

Mito 6:"Las impresoras 3D solo pueden crear piezas pequeñas"

Otro concepto erróneo común sobre la impresión 3D es que solo es adecuada para piezas más pequeñas.

Algunas impresoras 3D, especialmente las de polvo, tienen volúmenes de construcción relativamente pequeños. Esto se debe a que la impresión 3D de piezas más grandes mediante procesos de lecho de polvo a menudo no es rentable.

Sin embargo, la impresión 3D no se limita solo a la tecnología de lecho de polvo. Hay varias técnicas de impresión 3D de gran formato ya disponibles en el mercado, que hacen que las piezas impresas en 3D más grandes estén cada vez más al alcance.

Tomemos, por ejemplo, la impresora 3D de fabricación aditiva a gran escala (LSAM) de Thermwood para plásticos . Con un sobre impresionante de aproximadamente 37 metros cuadrados (10 x 40 pies), se ha utilizado una impresora 3D LSAM para imprimir herramientas duraderas de 6 m de largo para palas de helicópteros.

En el lado metálico, la Fabricación aditiva por haz de electrones (EBAM) de Sciaky se está utilizando para crear cúpulas gigantes de titanio para tanques de combustible satelitales.

En tales aplicaciones, la impresión 3D ofrece una Solución flexible para fabricar piezas de gran tamaño con mayor rapidez, lo que demuestra que las posibilidades que ofrece la tecnología van mucho más allá de los componentes pequeños.

Mito 7:"Con la impresión 3D, la complejidad es gratis"

“La complejidad es gratis” es una frase que se escucha comúnmente en la industria. Se refiere a la capacidad de utilizar la impresión 3D para producir objetos de cualquier nivel de complejidad.

Las tecnologías de impresión 3D son de hecho increíblemente versátiles. Se pueden utilizar para crear piezas con paredes delgadas, geometrías intrincadas, estructuras internas huecas y enrejadas imposibles con los métodos tradicionales. Pero a pesar de esta versatilidad, existen algunas limitaciones.

Al igual que con cualquier tecnología de fabricación, la impresión 3D tiene sus reglas y principios de diseño que los ingenieros deben seguir para fabricar piezas con éxito. Por ejemplo, las piezas con voladizos largos y ángulos inferiores a 45 grados requerirán estructuras de soporte para evitar que una pieza se colapse durante el proceso de impresión.

Al diseñar para AM, los ingenieros también deben definir la orientación de la pieza y la trayectoria. además de tener en cuenta los pasos de posprocesamiento. Significa que cualquier pieza impresa en 3D deberá cumplir con ciertas consideraciones de diseño, las consideraciones que dictan la viabilidad de producir una pieza con esta tecnología.

Por lo tanto, la complejidad es gratuita solo cuando esta complejidad se cumple los requisitos de diseño impuestos por la impresión 3D. Solo teniendo en cuenta las consideraciones de diseño, los ingenieros pueden obtener el mayor valor de la producción de componentes con fabricación aditiva.

Mito 8:"Los órganos totalmente impresos en 3D están a la vuelta de la esquina"

La impresión 3D ha avanzado mucho en la industria médica y hemos visto grandes avances con prótesis, ortodoncia y audífonos personalizados impresos en 3D. Pero, ¿qué tan lejos estamos de la noción de órganos impresos en 3D?

A día de hoy, la impresión en 3D todavía está muy lejos de producir órganos y tejidos viables y trasplantables. Estas aplicaciones requieren una tecnología de impresión 3D mucho más compleja que aún no se ha desarrollado.

Dicho esto, la bioimpresión 3D está dando grandes pasos. Por ejemplo, los científicos ya están utilizando la impresión 3D para crear pequeños parches artificiales, trozos de cartílago, huesos y otros tejidos. Estos logros pueden ayudar a promover aún más la medicina regenerativa y también son fundamentales para desarrollar mejores métodos de prueba de drogas.

Es alentador que haya habido una pequeña cantidad de casos documentados de órganos impresos en 3D que se trasplantaron con éxito en animales. Esto significa que, con el tiempo, el trasplante de órganos impresos en 3D también podría convertirse en un procedimiento médico habitual para los seres humanos.

Mito 9:"La impresión 3D puede imprimir todo"

Dado que la impresión 3D se utiliza para una amplia variedad de aplicaciones, puede parecer que la tecnología se puede utilizar para imprimir cualquier cosa.

Una cura para la decepción es comprender que la impresión 3D no es una solución mágica. . Puede hacer maravillas al acelerar el desarrollo del diseño y abrir nuevas oportunidades en la fabricación. Pero al final, es solo una herramienta más en la caja de herramientas, con sus propias limitaciones y aplicaciones adecuadas.

Más allá del bombo

Si bien siempre habrá mucha publicidad en torno a industrias de rápido crecimiento como la impresión 3D, es importante mirar más allá de la publicidad y mantenerse actualizado con las verdaderas capacidades y limitaciones de la tecnología. Esto lo ayudará no solo a comprender el potencial de la impresión 3D industrial, sino también a tomar las mejores decisiones estratégicas cuando decida trabajar con la tecnología.