Aprovechando la Fabricación Híbrida: Integrando Tecnologías Aditivas y Sustractivas de Metal

La fabricación sustractiva tradicional ha sido un enfoque fiable durante años, pero los avances en fabricación aditiva han llamado la atención sobre su viabilidad como solución escalable —especialmente para personalización, geometrías complejas y producción en pequeñas series. La fabricación híbrida incorpora tanto técnicas aditivas como sustractivas, especialmente aditiva de metal, ofreciendo otra solución flexible y precisa. Beneficios de la fabricación híbrida:

• Mayor calidad superficial
• Mayor resistencia
• Ahorro de costes frente a métodos tradicionales
• Enfoques personalizables para productos individuales
• Mejora en fijación

La Ventaja Híbrida

El primer paso en fabricación híbrida es la fabricación aditiva de la forma principal del componente, que debe incluir la geometría final y puede incluir características añadidas para usar luego en el proceso sustractivo para sujeción o posicionamiento. Además, algunas características como agujeros pueden necesitar material añadido para compensar deformación durante el proceso aditivo de metal.

Formamos nuestro producto base fundiendo metales o polímeros en fabricación aditiva. Estos se funden mediante dos métodos populares:

• Fusión láser selectiva o sinterizado láser directo de metal (SLM o DMLS)
• Fusión por haz de electrones (EBM)

Según investigadores de la Universidad de Tecnología de Pomerania Occidental, tanto SLM como DMLS ofrecen mayor flexibilidad con componentes metálicos. Estos métodos permiten crear numerosas geometrías complejas —incluso a escala. Productos complicados suelen tener formas únicas, asimétricas con bordes curvos. Cuanto más diseño introducimos, mayor la oportunidad de imperfecciones durante la fabricación.

Creando Mejores Componentes

Por mucho que la impresión 3D haya avanzado, el proceso no es perfecto. La fabricación híbrida nos permite crear productos dimensionalmente precisos que de otro modo no se harían con tales tolerancias ajustadas. El mecanizado, o fabricación sustractiva, corrige estos bordes rugosos y pone todo dentro de la tolerancia requerida. El control de calidad es esencial para ajuste, funcionalidad y seguridad en ciertas aplicaciones —especialmente vehículos y aviones.

En muchos casos, los procesos aditivo y sustractivo ocurren en dos máquinas separadas. La máquina aditiva de metal construye la pieza, luego un ingeniero la retira, la inspecciona para calidad y asegura que cualquier deformación es aceptable.

Sin embargo, alguna fabricación híbrida ocurre en una sola máquina. Cabezas de deposición láser de metal (LMD) y deposición directa de metal (DMD) se añaden comúnmente a maquinaria de corte de metal. Estos aditivos son ideales para corregir imperfecciones o rejuvenecer piezas existentes, ya que material puede añadirse en puntos problemáticos y luego mecanizarse a forma final.

Inconvenientes de la Fabricación Híbrida

Los polvos metálicos y sustancias relacionadas son la clave de la fabricación híbrida, y estos introducen riesgos de seguridad, incluyendo alta inflamabilidad bajo ciertas condiciones. Además, son agentes cancerígenos que plantean riesgos a largo plazo para trabajadores sin protección. Los fabricantes deben tener en cuenta estos riesgos y cumplir estrictas regulaciones de seguridad al adoptar tecnología aditiva basada en polvo.

Los costes de inicio (o transición) también son elevados. La fabricación aditiva de metal requiere maquinaria altamente especializada. Preocupaciones de seguridad como inflamabilidad y exposición mencionadas también dictan que se requieren instalaciones especiales para garantizar seguridad de trabajadores. El desarrollo de instalaciones también es costoso. No todas las empresas pueden invertir fuertemente en fabricación híbrida debido a estas barreras logísticas.

¿Y el Software?

La fabricación híbrida comienza en la fase de diseño, y el software CAD/CAM juega un papel importante. Los ingenieros deben experimentar con materiales, geometrías, dimensiones y más al crear componentes fiables. También hay consideraciones de diseño para ambos procesos aditivo y sustractivo que los ingenieros necesitan software CAD para explorar. Además, la simulación FEA nos permite analizar cómo rendirán los diseños tras producción. Herramientas como Fusion 360 sobresalen en estas áreas. Lo mejor de todo, la colaboración remota está integrada en este software para facilitar la colaboración a distancia —sean el equipo, las máquinas o instalaciones completas las que estén lejos.

La fabricación híbrida tiene gran promesa y potencial para reunir equipos distribuidos. Aunque no sea adecuada para todos los proyectos, une lo mejor de la fabricación aditiva y sustractiva, creando nuevos retos y ofreciendo nuevas oportunidades.

Pruebe Fusion 360 en su flujo de trabajo de fabricación híbrida hoy.