Ventajas y desventajas de la tecnología de impresión 3D para hacer moldes

Impresión 3D es la fabricación aditiva, un tipo de tecnología de creación rápida de prototipos. Utiliza un archivo de modelo digital como marco básico y utiliza materiales que se pueden unir, como metal en polvo o plástico, para construir objetos mediante la impresión capa por capa. La tecnología de impresión 3D integra tecnologías de vanguardia en muchos campos, como la tecnología de la información, la tecnología de modelado digital, la tecnología de control electromecánico, la ciencia de los materiales y la química.

Con la madurez gradual de la tecnología de impresión 3D en materiales de impresión y software operativo, la tecnología de impresión 3D se ha introducido gradualmente en la fabricación de moldes, el diseño industrial, la construcción de ingeniería, la industria aeroespacial y muchos otros campos. Con el surgimiento y la popularización de la tecnología de impresión 3D, la industria de fabricación de moldes ha experimentado cambios fundamentales.

Los moldes son el equipo de proceso básico para la producción industrial. Del 60% al 80% de los componentes en electrónica, instrumentación, automóviles y comunicaciones están formados por moldes. La calidad de los moldes determina en gran medida la calidad de los productos.

Mecanizado CNC es la técnica más utilizada a la hora de realizar moldes. Si bien proporciona resultados altamente confiables, es muy costoso y requiere mucho tiempo. La tecnología de impresión 3D correspondiente tiene las ventajas de ahorro de material, creación rápida de prototipos y fabricación precisa.

Impresión 3D y fabricación de moldes

En el proceso de fabricación de productos, la producción industrial toma principalmente la fabricación de moldes como marco técnico y luego lleva a cabo la producción en masa de varios productos. Tecnología de fabricación de moldes tiene ciertas dificultades operativas y altos costos. Con el auge de los métodos de consumo personalizados, diferentes consumidores tendrán necesidades más diversas de productos industriales. Como resultado, la tecnología de fabricación de moldes necesita dedicar mucho tiempo al diseño y la fabricación del molde. La precisión de la fabricación de moldes y la capacidad de control de los costes son cada vez más difíciles de controlar de forma eficaz, por lo que la tecnología de fabricación de moldes es cada vez más difícil de satisfacer las necesidades cambiantes de la producción industrial.

Con la llegada de la tecnología de impresión 3D y su aplicación en la fabricación de moldes, se ha resuelto la necesidad de personalización e individualización. Con sus ventajas técnicas, la tecnología 3D acorta el ciclo de diseño y el proceso de fabricación, reduce el costo del proceso de diseño y fabricación y tiene un impacto positivo en todas las actividades de diseño industrial.

La tecnología de impresión 3D permite a los diseñadores personalizar las necesidades de los clientes en un corto período de tiempo y, al mismo tiempo, es conveniente ajustar el diseño varias veces, controlar de manera efectiva el costo del trabajo de diseño y reducir los costos innecesarios.

Las ventajas de la tecnología de impresión 3D en la fabricación de moldes

• Ciclo de producción de moldes más corto

La impresión 3D puede convertir de forma automática, rápida, directa y precisa el diseño tridimensional en la computadora en un modelo físico, que puede soportar cambios y modificaciones de diseño frecuentes durante el desarrollo de nuevos productos, mejorando la flexibilidad y la adaptabilidad. Los moldes de impresión 3D acortan el ciclo de desarrollo del producto, omitiendo la apertura del molde, la forja, el corte y otros procesos en la fabricación tradicional de moldes. La impresión 3D permite que el ciclo de diseño del molde se mantenga al día con el ciclo de diseño del producto.

• Más fácil de fabricar productos más complejos

La impresión 3D de metal puede mejorar la microestructura del metal, lo que da como resultado piezas impresas completamente densas. La fabricación aditiva facilita la mejora del diseño de moldes. La impresión 3D permite canales de enfriamiento de forma arbitraria para garantizar un enfriamiento conforme, más optimizado y uniforme, lo que en última instancia conduce a piezas de mayor calidad.

• Personalizar el producto final

Los moldes impresos en 3D son muy adecuados para la producción personalizada. Debido a que tiene un ciclo de producción más corto, es más fácil fabricar piezas complejas y puede reducir el costo final de fabricación.

• Ahorro en costes de fabricación

Con la impresión 3D, los ingenieros pueden reducir los costos iniciales incurridos debido a las modificaciones en el diseño del molde. La impresión 3D es más rentable si los materiales utilizados son muy caros y los materiales de fabricación de moldes tradicionales tienen una alta tasa de desechos. Además, la impresión 3D es capaz de producir moldes precisos en unas pocas horas.

Desventajas de la tecnología de impresión 3D para hacer moldes

• Las piezas impresas en 3D tienen un tamaño limitado

Los equipos de impresión 3D no pueden cumplir con la fabricación de productos de moldes a gran escala en la industria. La mayoría de los equipos de impresión 3D en uso real están por debajo de los niveles de 1x1m, y es difícil cumplir con los requisitos para la fabricación de productos a gran escala.

• La impresión 3D no es adecuada para la producción en masa

La impresión 3D no es adecuada para la producción en masa. El precio unitario de la tecnología de impresión 3D para producir 1 producto es básicamente similar al de producir 1000 productos, y la impresión 3D relativa lleva más tiempo. La tecnología tradicional de fabricación de moldes tiene ventajas obvias en la producción en masa.

• Hay menos materiales disponibles para la tecnología de impresión 3D

Aunque hay muchos materiales que se pueden imprimir en 3D, los plásticos de alta temperatura y algunos metales de uso común aún no se pueden imprimir. En particular, el metal es propenso a la desnaturalización después de la impresión debido al tratamiento térmico.

• Es necesario mejorar la eficiencia de la tecnología de impresión 3D

Existe una contradicción entre la precisión de fabricación y la velocidad de fabricación de la impresión 3D. La impresión 3D es hacer objetos por acumulación capa por capa. Si desea mejorar la precisión de impresión, debe aumentar la cantidad de capas de impresión, pero la velocidad de impresión se reduce en consecuencia.

• Las propiedades mecánicas de los productos impresos en 3D son difíciles de garantizar

Las propiedades mecánicas son parámetros importantes de las piezas, que proporcionan la base principal para el uso y la vida útil de las piezas. En el mecanizado CNC tradicional, se realizan trabajos relacionados, como el envejecimiento y el tratamiento térmico, para lograr las propiedades mecánicas de las piezas.

• La impresión 3D no puede reemplazar a la tecnología tradicional de fabricación de moldes a corto plazo

Aunque la impresión 3D es muy famosa, la industrialización de la impresión 3D está lejos de formarse y todavía se encuentra en la etapa de divulgación científica. Como tecnología de vanguardia y líder, la impresión 3D puede satisfacer las necesidades de productos personalizados y complejos, pero no tiene las ventajas de lote y escala.

En el desarrollo de la producción industrial tradicional a gran escala actual, la división del trabajo es muy fina y las instalaciones de apoyo son muy suficientes, lo que ha formado una gran inercia. Si la impresión 3D quiere romper esta inercia, el costo es muy alto.

Conclusión

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