Integrando fabricación aditiva y sustractiva para producción óptima

Se ha escrito mucho sobre la promesa de la fabricación aditiva, y lo pronto que todo se imprimirá en 3D bajo demanda, trayendo un futuro brillante. La impresión 3D existe ya para artículos tan diversos como zapatos, coches e incluso casas. Aunque la manufactura sustractiva tradicional no tiene el atractivo de la impresión 3D, sigue siendo el pilar de la manufactura, entregando menores costes y mayor precisión.

Está claro que tanto la fabricación aditiva como la sustractiva tendrán que coexistir, pero ¿se fusionarán? En el futuro, ¿hablaremos de manufactura híbrida sin distinguir entre ambas?

La impresión 3D acapara el protagonismo

Este mes, Liebherr de Alemania anunció el primer componente hidráulico de control de vuelo primario impreso en 3D volado en un avión Airbus. Su anuncio alaba las virtudes de la impresión 3D, proporcionando reducción de peso del 60 % en un 30 % menos de espacio. Aunque las ganancias son impresionantes y ofrecen muchas ventajas, lo que el comunicado no menciona es que el bloque de válvulas impreso en 3D aún necesitó pasar por un proceso de manufactura sustractiva: mecanizado, fresado, roscado, etc. La impresión 3D sola no puede cumplir requisitos de tolerancia, ni proporcionar algo tan simple como agujeros roscados. A pesar de todas las ventajas inherentes, la impresión 3D es básicamente una forma de producir un fundido sofisticado.

Tras imprimirse el bloque de válvulas por sinterizado láser de polvo de titanio, siguió un proceso de manufactura tradicional, requiriendo traslado a equipos de fresado y acabado (cada uno con potencial nuevo utillaje). A pesar de todas las ventajas de la impresión 3D, rara vez puede confiarse en ella para producir una pieza terminada. Y si una pieza aún puede producirse con fundición y fresado tradicionales, proporciona menor coste que la impresión 3D.

¿Es la manufactura híbrida en un solo sistema la respuesta?

Dado que las piezas impresas en 3D a menudo necesitan métodos sustractivos para completar la manufactura, ¿por qué no combinar una impresora 3D que también pueda fresar y mecanizar? Pues Matsuura Machinery Corporation lo ha hecho con su serie Lumex —una máquina híbrida que combina sinterizado láser con fresado de alta precisión. Las tecnologías combinadas permiten producir piezas con geometrías complejas para fabricación de moldes como canales de refrigeración internos y ranuras profundas, con acabado superficial y precisión listos para producción que entrega el fresado de precisión.

Matsuura afirma que las máquinas Lumex pueden producir una pieza compleja como la de la imagen en la mitad de tiempo y con la mitad de coste de métodos tradicionales, y el molde resultante produce piezas más rápido y con mayor calidad gracias a la mejor refrigeración del molde que permiten los canales internos.

¿Es este el futuro?

¿Es este tipo de máquina híbrida la ola del futuro, o por costes, tamaño de pieza y limitaciones de herramienta, permanecerán como sistema de especialidad usado solo cuando los procesos de manufactura dicten su necesidad? Puede que este tipo de máquina solo se use para manufactura de alta gama y precisión donde el coste de la máquina quede muy superado por las ventajas. O quizás, una vez que los diseñadores conozcan las posibilidades, los diseños cambien para aprovechar una máquina híbrida, impulsando la necesidad de este tipo de máquina y reduciendo sus costes.

Spatial estará ahí

Siempre es difícil predecir el futuro —cuesta saber si estas máquinas híbridas son el futuro o permanecerán como artículo de especialidad. Pero una cosa está clara: las tecnologías de manufactura avanzada todas requieren soluciones de modelado y visualización 3D. Y Spatial estará ahí para dar soporte a OEMs construyendo soluciones alrededor de esta nueva clase de máquina, ya sea con CGM Core Modeler para representaciones precisas, CGM Polyhedra para modelado híbrido, y/o HOOPS Visualize para permitir interacción con el modelo. Los SDKs de Spatial ayudarán a impulsar este futuro.