Evaluación del Rendimiento de Piezas Metálicas Producidas por Impresión 3D FDM

La impresión 3D parecía haber pasado de moda. Por limitaciones de materiales e imposibilidad de producción en serie del mismo producto, se consideraba más apta para mecanizado personalizado.

Sin embargo, por actualización continua de tecnología, ahora tiene más posibilidades en fabricación industrial de piezas, como la "impresión 3D FDM". Su mejora continua permite ahora producción en lotes de productos metálicos.

¿Qué es la Impresión 3D FDM?

Tecnología de conformado metálico FDM se desarrolla basada en moldeo por inyección de metal (MIM). MIM es nueva tecnología de procesamiento de componentes al introducir inyección de plástico en metalurgia de polvos.

Pasos básicos MIM: seleccionar polvo metálico y aglutinante para MIM compuesto, mezclar en alimentación uniforme a temperatura específica, granurar tras inyección. Obtener blank formado, desgrasar, sinterizar y densificar para producto final.

Modelado por deposición fundida (FDM) metálico 3D combina proceso MIM y es similar a FDM. A diferencia de FDM plástico, material en FDM metálico es hilo. A diferencia de SLM común, no usa láseres ni polvos en conformado.

¿Cómo Convierte FDM 3D Polvos Metálicos en Productos?

Funciona similar a MIM, como se mencionó.

1. Extrusión (Brushed): Polvo metálico (ej. acero inoxidable) mezclado a fondo con aglutinante, obteniendo hilo por estirado.
2. Impresión y conformado: Boquilla de alta temperatura (>300 °C) de equipo FDM funde hilo, extruye y forma capa a capa, obteniendo pieza metálica preliminar. Boquilla necesita alta resistencia y dureza; mezcla metálica desgasta fácilmente; boquilla de latón requiere cambio por cada bobina.
3. Desgrasado: Calentar pieza, desgrasar, evaporar la mayor parte del aglutinante (pieza se contrae).
4. Sinterizado: Sinterizado a alta temperatura elimina todo aglutinante; pieza se contrae más. Tamaño de piezas sinterizadas se reduce 15–17% vs recién impresas (aglutinante evaporado, huecos entre polvos reducidos, piezas más densas), calidad reduce 20%.

Nuevas Ventajas de FDM 3D en Fabricación en 2022

Comparado con equipos FDM de consumo y profesionales, los industriales añaden cámara de temperatura constante y boquilla alta temperatura; cámara puede alcanzar 300 °C.

Impresoras FDM 3D pueden imprimir materiales de alto rendimiento: PEEK, PEKK, ULTEM, PEI, etc., cumpliendo requisitos de alta temperatura, anticorrosión, alto impacto, y grados industriales: gran tamaño, alta eficiencia.

Usando FDM combinado con MIM (como solución Desktop Metal), imprime directamente materiales de inyección metálica, luego limpia, sinteriza y produce piezas metálicas.

Tanto fundición como moldeo por inyección metálica combinan tecnología tradicional, materiales y FDM, así FDM puede usarse para producción de piezas metálicas, con ventajas: hardware más flexible y menor coste.

Por tanto, impresión 3D no es imposible completar tareas industriales de alta intensidad como años atrás, sino que puede realizar plenamente producción de piezas o productos.