El viaje de HP en impresión 3D: De innovación en polímeros a fabricación aditiva de metal

HP ha estado empujando los límites de la fabricación aditiva (AM) desde 2016, lanzando una suite de impresoras de polímeros y, más recientemente, la línea Metal Jet.
 
Desde el inicio, el objetivo de HP ha sido democratizar la impresión 3D ofreciendo velocidades de construcción más rápidas, calidad de pieza superior y economía revolucionaria.

Iniciándose en la impresión 3D

 
La impresión 3D industrial aún enfrenta obstáculos significativos —económicos, tecnológicos y de capacidades. La fabricación tradicional a menudo supera a la AM en velocidad y eficiencia, y la inversión inicial para adoptar AM puede ser abrumadora. HP abordó estos retos con Multi-Jet Fusion (MJF), una tecnología de fusión de lecho de polvo (PBF) que usa polvo plástico para construir piezas capa a capa.

MJF comienza extendiendo una capa fina de polvo. Un agente de fusión, diseñado para absorber energía infrarroja, se inyecta por la cama trazando los contornos de la pieza. Luz infrarroja calienta entonces el agente de fusión, fundiendo y uniendo el polvo en esas áreas. Repetir el ciclo construye la pieza.

Con MJF, HP estableció un nuevo referente para PBF de polímeros: propiedades mecánicas consistentes, tiempos de proceso más rápidos y mayor precisión que sistemas comparables como Sinterizado Láser Selectivo (SLS). Un estudio de Xometry encontró que piezas MJF cuestan 30% menos imprimir que SLS, brecha que se amplía con volumen porque las impresoras HP pueden producir múltiples piezas simultáneamente.

Hacia la impresión 3D de polímeros industrializada

 
Desde el principio, la línea MJF de HP apuntó a prototipado funcional y producción de volumen medio. La Jet Fusion 3D 4200, lanzada a finales de 2016, ganó rápidamente reputación como una de las mejores máquinas de producción de bajo volumen en la familia PBF.

El sistema 4200 comprende una impresora, una estación de enfriamiento y dos unidades de construcción intercambiables que permiten impresión continua y post-procesado inmediato —crítico para flujos de trabajo de producción. El informe Digital Manufacturing Trends Q2/2018 de 3D Hubs clasificó la Jet Fusion 3D 4200 como segunda en calidad de impresora y mejor en piezas producidas ese año.

La versatilidad del 4200 abarca prototipos funcionales, utillaje y piezas de uso final en series cortas. Una reciente colaboración con SmileDirectClub, que produce alineadores transparentes, ilustra su impacto: 49 impresoras Jet Fusion 3D producen más de 50.000 moldes únicos diarios, acelerando el crecimiento de SmileDirectClub y satisfaciendo demanda creciente.

Entrando en la arena de impresión 3D a todo color

 
En 2018 HP lanzó la serie Jet Fusion 300/500 —sus primeras impresoras 3D a todo color. La impresión en color precisa y asequible ha sido meta de fabricantes, que de otro modo pasan horas tiñendo piezas post-impresas. La nueva serie ofrece alternativa rentable para desarrolladores de tamaño pequeño a mediano y compite directamente con Stratasys y 3D Systems.

El siguiente nivel: Fabricación Aditiva de Volumen

 
Para 2018 HP ya había producido 10 millones de piezas con sus impresoras, pero la ambición de la compañía no se detuvo ahí. En 2019 HP presentó la serie Jet Fusion 5200, diseñada para producción de alto volumen con la precisión y repetibilidad del moldeo por inyección.

Mejoras clave incluyen un potente array de lámparas que fusiona polvo en una sola pasada —aumentando productividad 40% y permitiendo materiales de alta temperatura. La serie 5200 ya está en producción con clientes como Vestas, que usa TPU para imprimir componentes protectores para palas de turbinas eólicas, y Kupol, que imprime en 3D cascos más seguros y cómodos.

Hoja de ruta de materiales de impresión 3D de HP

 
El viaje de HP de prototipado a producción en serie está impulsado por innovación continua en materiales. Las primeras impresoras MJF solo podían imprimir Poliamida 12 (PA12). Hoy las series 4200 y 5200 soportan una gama creciente de termoplásticos: PA11, PA12 Glass Beads (nylon 40% cargado de vidrio), TPU flexible, y, en colaboración con BASF, polipropileno (PP) con misma durabilidad y resistencia química que PP moldeado por inyección.

La reutilización es piedra angular de la estrategia de materiales de HP. Mientras los polvos SLS reciclan solo 30–50%, los polvos MJF de HP pueden reutilizarse hasta 80% gracias a materiales de baja reactividad como 3D High Reusability PA 122, que resiste crecimiento molecular durante calentamiento. HP sigue expandiendo su paleta —plásticos ignífugos, elastómeros, poliamidas de alto rendimiento— e invita a empresas químicas a colaborar en la Plataforma Abierta Multi-Jet Fusion.

La nueva frontera: Impresión 3D de metal

 
Basándose en su éxito con polímeros, HP lanzó Metal Jet en 2018 —una solución aditiva basada en binder jetting. Combinando un cabezal de impresión personalizado con 5.280 boquillas en seis cabezales, HP alcanza velocidad y fiabilidad sin precedentes.

La química del aglutinante de HP es revolucionaria: el sistema usa menos del 1% de aglutinante, un orden de magnitud menos que el moldeo por inyección de metal tradicional. Esto reduce tiempo, coste y complejidad de sinterizado, posicionando a Metal Jet para igualar economías de fabricación convencional.

Aunque la máquina no se vende aún, HP ofrece un servicio de producción y apunta a disponibilidad comercial en 2021. Primeros adoptantes incluyen Volkswagen, que ha colaborado con HP para incorporar pomos de cambio y soportes de espejo impresos con Metal Jet en sus vehículos de próxima generación.

Impulsando la fabricación digital

 
El enfoque implacable de HP en fabricación aditiva —de polímero a metal— la posiciona como futuro líder de la industria. La confianza de la compañía en su tecnología es evidente: HP usa impresión 3D para producir piezas de sus propias impresoras, optimizando cadenas de suministro y demostrando la escalabilidad de sus soluciones. A medida que HP acelera su hoja de ruta, el impacto en la empresa y el sector manufacturero en general solo crecerá.