Manufactura sustractiva vs aditiva

Con la fabricación aditiva, como la impresión 3D, creciendo en adopción, especialmente en industrias de alta tecnología como la aeroespacial, hablamos con Ray Bagley, director de gestión de productos en Spatial para construir una comprensión de la fascinante tendencia.

En esta entrevista, Ray examina cómo la fabricación sustractiva, el pilar de los procesos de fabricación durante décadas, difiere de la fabricación aditiva y lo que ofrece esta última en términos de nuevos beneficios y desafíos.

Entrevistador: Empecemos aclarando la principal diferencia entre fabricación aditiva y sustractiva

Bolsa de Rayos :En sustractivo, comienzas con un trozo de material y le quitas material poco a poco hasta llegar a la forma final. La eliminación se puede realizar mediante fresado, torneado, taladrado, erosión, esmerilado o martillo y cincel.

En la fabricación aditiva, se comienza con nada y se agrega material poco a poco, solo en los lugares deseados, hasta llegar a la forma final. Hay muchas tecnologías aditivas diferentes, pero normalmente una sola máquina usa solo una de ellas.

Ejemplos de fabricación sustractiva

Entrevistador: ¿Podría proporcionar ejemplos específicos de fabricación sustractiva?

Bolsa de Rayos :El ejemplo más común de fabricación sustractiva es el mecanizado. Una fresadora CNC tiene una herramienta rotativa y corta metal. Y CNC (que significa Computer Numerical Control) permite programarlo por computadora para que pueda hacer formas elegantes y hacer las cosas repetitivamente una y otra vez. El fresado es la operación sustractiva más común.

El torneado con un torno, en el que gira la pieza en un cortador estacionario, es la segunda forma más común de fabricación sustractiva, mientras que la erosión y el esmerilado se utilizan para eliminar cantidades más pequeñas de material. Hay muchos enfoques y métodos sustractivos, pero el fresado y el torneado son los más comunes.

Beneficios de la FABRICACIÓN ADITIVA

Entrevistador: ¿Cuáles son los principales beneficios que proporciona la fabricación aditiva que la sustractiva no?

Bolsa de Rayos :En la fabricación sustractiva, el aire cuesta dinero. Es decir, en cualquier lugar en el que el material deba retirarse del stock original cuesta tiempo de ciclo y, por lo tanto, dinero.

La complejidad se limita a lo que se puede eliminar; es bastante fácil diseñar formas que no se pueden hacer con ninguna combinación de métodos sustractivos.

Además, la complejidad (y el espacio de aire) es gratis pero el material es caro. Formas orgánicas, pasajes internos, celosías y muchas otras formas que se pueden imprimir, pero que no se pueden mecanizar.

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Entrevistador: ¿En qué situaciones tiene sentido usar cada uno?

Bolsa de Rayos :El aditivo es mejor cuando tiene un diseño disperso, como una celosía o un esqueleto, que tiene una proporción baja de material con respecto al volumen total o quizás formas que son muy complejas y difíciles o imposibles de mecanizar.

La sustracción es mejor cuando la cantidad de material a eliminar del stock es relativamente pequeña. Un bloque con algunos agujeros o características suele ser mucho más barato de mecanizar que de imprimir.

Problemas de fabricación aditiva

Entrevistador: ¿Qué obstáculos tiene que superar la fabricación aditiva para que su uso sea más generalizado?

Bolsa de Rayos :Previsibilidad y control.

Previsibilidad

Hoy en día, es un desafío para alguien comprar una impresora 3D y comenzar a imprimir piezas de manera confiable. Debes aprender a preparar correctamente las piezas para la impresión, aplicar soportes, imprimir con éxito sin mayores defectos, minimizar el postprocesado y controlar las propiedades físicas del resultado.

La mayoría de las personas pasan por una gran cantidad de experimentación o impresiones fallidas antes de que puedan imprimir nuevos diseños de manera confiable. Más y más de esta experiencia debe integrarse en el software, lo que acortaría el tiempo antes de alcanzar el uso productivo para una nueva máquina o proceso y aumentaría la productividad de las máquinas establecidas.

Control de materiales

El control de procesos y materiales es otro. Si compra un bloque de titanio Ti-6Al-4V y lo mecaniza en una pieza, sabrá, con un alto nivel de confianza, qué esperar de las propiedades mecánicas de ese material.

Pero si compra el mismo material en polvo e imprime una pieza, las propiedades finales del material, considerando los múltiples ciclos de fusión durante la impresión, las porosidades y más, son drásticamente más inciertas.

Caracterizar y estandarizar todos estos efectos de proceso en las propiedades de los materiales es clave para llevar la fabricación aditiva a la corriente principal de fabricación.