El proceso de fabricación aditiva de metal

La fabricación aditiva (impresión 3D) está arrasando en el mundo de la automatización industrial.

En lugar de crear moldes y quitar material, los fabricantes ahora pueden simplemente agregar capas de material para producir artículos a un costo más bajo y con menos desperdicio. La fabricación aditiva de metal (impresión 3D de metal) en particular está ganando terreno y se está volviendo especialmente popular en industrias como la aeroespacial.

Según un informe reciente de AMPOWER, se espera que el mercado de fabricación aditiva de metal crezca un 27,9 % para 2024. Con la fabricación aditiva de metal, las empresas pueden construir una pieza metálica fuerte y altamente compleja con menos materiales y menos esfuerzo que los procesos de fabricación tradicionales.

Para mantenerse al día con las tendencias de la industria, esta es su guía rápida para la fabricación aditiva de metal.

Explicación de la fabricación aditiva de metal

A diferencia de la fabricación convencional que requiere moldes y recortes, la fabricación aditiva crea elementos desde cero utilizando sofisticados equipos de impresión 3D. El proceso básico tiene lugar en cinco pasos:

1. Cree un modelo digital.
2. Prepárelo para imprimir vaciándolo, editando los tamaños de los orificios, agregando soportes, etc.
3. Corta el modelo 3D en capas.
4. Imprime la parte capa por capa.
5. Posprocesamiento en el producto final.

Si bien el proceso sigue siendo prácticamente el mismo, existen varias formas de imprimir productos mediante la fabricación aditiva de metal. Estos son algunos de los más comunes:

• Fusión de lecho de polvo – El polvo de metal se coloca en la mesa de fabricación y los láseres de electrones de alta energía fusionan con precisión el polvo capa por capa para crear el producto final.
• Lanzamiento de metal – El material metálico se funde y se aplica directamente sobre la mesa de fabricación. El metal líquido se enfría rápidamente y se agregan nuevas capas hasta que se termina el producto final.
• Aleación infundida en horno – El polvo metálico se une con un aglutinante líquido. A medida que se agregan más capas del agente aglutinante, el producto final toma forma.

Cada tipo de fabricación aditiva de metal puede crear varias piezas con una amplia variedad de materiales. Algunos de los materiales aditivos metálicos más populares utilizados en la fabricación aditiva son las aleaciones de níquel como Inconel 718 e Inconel 625, acero inoxidable, aluminio y cobre.

Ventajas y desventajas de la fabricación aditiva de metal (impresión 3D de metal)

Hay muchos beneficios de la fabricación aditiva de metal, pero no es ideal para todos los tipos de fabricación. Esta es una guía rápida sobre las ventajas y desventajas de los aditivos metálicos al usar un sistema de fabricación aditiva para fabricar productos metálicos.

Ventajas

• Reduzca los requisitos de espacio y costo para el almacenamiento de piezas al brindarle la capacidad de producir piezas a pedido localmente.
• Menos desperdicio sin necesidad de recortar o cortar piezas de materiales más grandes, lo que también ayuda a reducir los costos de fabricación.
• Produzca rápidamente nuevos productos sin necesidad de crear moldes.
• La creación de prototipos más rápida puede acelerar rápidamente el desarrollo de productos y puede ayudarlo a obtener una ventaja competitiva.
• No requiere montaje. Las piezas de fabricación aditiva se pueden imprimir en su totalidad sin necesidad de unir varias piezas.
• Construye piezas muy complejas con el mínimo esfuerzo o habilidad.

Desventajas

• Los tiempos de construcción lentos significan que la fabricación aditiva no es ideal para grandes series de producción.
• Costos iniciales más altos con necesidades de equipos más caras.
• El tamaño del producto está limitado por las restricciones del sistema de fabricación aditiva. Las impresoras para consumidores, por ejemplo, suelen tener camas de impresión que son más pequeñas que un pie cúbico.

Aplicaciones de Fabricación Aditiva de Metal

Originalmente, la fabricación aditiva de metal se usaba principalmente para la creación de prototipos. Los fabricantes podrían diseñar e imprimir rápidamente productos listos para la prueba antes de invertir en moldes y equipos para series de producción más grandes utilizando software de aditivos metálicos. A medida que la tecnología avanzó y la fabricación aditiva se volvió más asequible, fue adoptada por una amplia variedad de industrias.

La industria aeroespacial ha sido una de las principales adoptantes de la fabricación aditiva. Las empresas aeroespaciales utilizan la fabricación aditiva ("AM") para diseñar y construir piezas metálicas muy complejas que, de otro modo, no habrían sido posibles con métodos convencionales.

Dado que hay menos desperdicio, los fabricantes aeroespaciales pueden reducir el peso sin sacrificar la integridad estructural, lo cual es esencial al diseñar aeronaves.

La industria médica también ha utilizado la fabricación aditiva para crear herramientas e instrumentos únicos para procedimientos específicos. Los profesionales médicos ya no tienen que esperar a que un fabricante diseñe y fabrique las herramientas. Pueden crear las herramientas exactas que necesitan en una fracción del tiempo, a un costo mucho menor, internamente para ayudar con procedimientos complicados.

Optimización de la producción con fabricación aditiva de metal

Es posible que la fabricación aditiva de metal no reemplace los procesos de fabricación convencionales, pero ofrece muchos beneficios considerables para los fabricantes en una amplia variedad de industrias.

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