5 Formas Clave en que la Fabricación Aditiva Revoluciona Aeroespacial y Defensa

Durante el proceso, un objeto se diseña usando software CAD (Diseño Asistido por Computadora) o escaneando el objeto a imprimir. El software traduce el escaneo a un marco preciso para que la impresora 3D siga capa a capa.

Beneficios de la Fabricación Aditiva

Existen numerosas ventajas inherentes a la fabricación aditiva:

Costes de Desarrollo Reducidos

La tecnología de manufactura avanzada tiene el estereotipo de ser costosa por su coste inicial; sin embargo, los costes de desarrollo reducidos a largo plazo generan ahorros. Una ventaja principal de la impresión 3D es el coste de mano de obra reducido. Aparte del post-procesado, la mayoría de impresoras son autosuficientes y apenas necesitan asistencia de operador. Por tanto, los costes laborales son esencialmente inexistentes comparados con manufactura tradicional que requiere operadores altamente cualificados.

Además, la fabricación aditiva a bajos volúmenes es competitiva en coste frente a tradicional. A menudo es significativamente más barato imprimir un prototipo en 3D que producirlo con otros métodos como moldeo por inyección (piensa en tiempo y coste de utillaje), fresado y mecanizado.

Reducción de Residuos de Producto

Al diseñar borradores en software y enviarlos a imprimir, el tiempo para crear y producir nuevos diseños se acorta drásticamente con menos residuos; este proceso digital-a-digital elimina pasos intermedios adicionales del prototipado tradicional que generan residuos de material. Dependiendo del material, esta reducción también resulta en reducción significativa de costes (ej. si el material requerido es titanio).

Además, la impresión 3D ha acelerado el tiempo de respuesta —con capacidad de crear iteraciones rápidas, identifica problemas de ingeniería y diseño que habrían tomado semanas o meses en manufactura tradicional. Al permitir crear diseños complejos normalmente demasiado difíciles o costosos, el desarrollo de proceso es más rápido. En general, ofrece un proceso de diseño más efectivo y eficiente con menos residuos y gasto reducido.

Prototipado Verdaderamente Avanzado

Con fabricación aditiva, puede diseñar y producir un prototipo en impresora 3D en horas —no semanas. En lugar de diseñar para fabricación, ahora puede fabricar para utilidad y uso. Además, las piezas pueden producirse para cumplir especificaciones complejas de clientes; esto cambia el juego para el prototipado.

La fabricación aditiva significa que ahora puede producir rápidamente maquetas de nuevo producto y producir una pieza para un nicho de mercado específico, lo que podría llevar a productos de alto margen. El proceso manufacturero general se vuelve más fluido con la incorporación de fabricación aditiva de principio a fin.

Usos Aeroespaciales de la Fabricación Aditiva

Considerando los beneficios, tiene sentido que esta tecnología se aplique en la industria aeroespacial. Tendencias incluyen:

Construcción de Cuerpos de Cohetes

Relativity Space es una empresa aeroespacial estadounidense con sede en Los Ángeles, California, centrada en desarrollar tecnologías de fabricación, vehículos de lanzamiento y motores de cohete para servicios de lanzamiento orbital comercial. Su instalación Stargate alberga las impresoras 3D de metal más grandes del mundo y usa deposición de energía dirigida y aleaciones patentadas para fabricar los cuerpos de sus cohetes.

La impresión 3D les permite diseñar rápidamente componentes integrados que reducen la cuenta de piezas 100 veces comparado con vehículos de lanzamiento tradicionales. Esto también ahorra peso y mejora fiabilidad, ambos cruciales para la economía de lanzamiento espacial.

Construcción de Motores de Cohete

Rocket Lab es un fabricante aeroespacial público estadounidense y proveedor de lanzamiento de pequeños satélites. Su motor Rutherford se probó primero a finales de 2016, y desde entonces se han producido más de 200 de estos modelos revolucionarios.

Las cámaras de combustión, inyectores, bombas y válvulas principales de propelente de este motor son todo impreso en 3D mediante fusión por haz de electrones. El motor resultante es simple, fiable y ligero —solo 35 kg (77 lb)— ideal para lanzamientos de bajo costo al espacio. Más allá de la atmósfera, sus nuevos propulsores Curie e HyperCurie usan los mismos principios.

Avance en Uniformes de Astronautas

La fabricación aditiva no solo se usa para el cohete físico; esta tecnología puede utilizarse en producir uniformes de astronauta avanzados y refinados. Cuando SpaceX envió humanos al espacio, los uniformes de su tripulación fueron parcialmente fabricados con manufactura aditiva.

Aunque la corporación ha mantenido privados muchos detalles de la tecnología subyacente, un portavoz señaló que "el casco se fabrica a medida usando tecnología de impresión 3D e incluye válvulas integradas, mecanismos para retracción y bloqueo de visera, y micrófonos dentro de la estructura del casco".

Usos Militares y de Defensa de la Impresión 3D

También se están haciendo avances en la industria de defensa con fabricación aditiva, incluyendo:

Proyecto Casco Sin Juntas (Jointless Hull Project)

En abril, el Ejército de EE. UU. firmó un contrato para su "Proyecto Casco Sin Juntas", con el ambicioso objetivo de desarrollar una impresora 3D de metal tan grande que pueda crear el exterior de un camión militar en una sola pieza gigante. La misión: desarrollar una herramienta a gran escala capaz de producir cascos de vehículos de combate sin juntas, a tamaño neto cercano de 30' x 20' x 12' (9x6x3,6 metros).

Misiones de Desminado

El Cuerpo de Marines de EE. UU. aprovechó exitosamente la fabricación aditiva para su misión de desminado imprimiendo en 3D una cabeza (headcap) para un motor de cohete usado para detonar una Carga de Línea de Desminado M58 (MICLIC).

La MICLIC es una carga explosiva lineal proyectada por cohete que abre camino a través de campos minados y otros obstáculos en el campo de batalla. Usar fabricación aditiva para producir la cabeza permitió a los Marines superar los costosos y lentos inconvenientes de manufactura tradicional, y proporcionar un método más eficiente para producir la pieza. La cabeza se imprimió en acero inoxidable antes de probarse en Yuma Proving Ground, Arizona. Durante la prueba, la cabeza impresa en 3D se ajustó a un motor de cohete usado para detonar exitosamente una carga de línea de desminado.

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La fabricación aditiva cambia el juego para fabricantes de todos los tamaños. Les permite crear productos más rápido y barato —y con menos residuos de producción y mejor precisión. Mirando el panorama general, la AM también cambia vidas de estadounidenses cotidianos, desde avances médicos a transporte más seguro. ¡Empiece a hacer crecer su negocio hoy con fabricación aditiva —y si no sabe por dónde empezar, contacte a nuestros expertos! CMTC está aquí para guiar a PYMEs hacia soluciones que impacten su negocio para crecimiento sostenible e impactante.