Sinergia entre fabricación aditiva y sustractiva para elevar la calidad del producto

Para 2026, se espera que el mercado de fabricación aditiva se dispare a una tasa de crecimiento anual compuesta del 14,4%, totalizando 23.330 millones de dólares. A medida que las industrias continúan dedicando más fondos a este campo en crecimiento y la tecnología evoluciona, es fácil ver la promesa de la fabricación aditiva.

La fabricación aditiva ofrece una forma rentable de crear piezas pequeñas, aquellas con diseños intrincados o geometrías complejas, o piezas que no pueden construirse usando moldeo por inyección. Los plazos de entrega son mínimos y muchas piezas pueden producirse más rápido que con otros métodos. Aún así, la expansión del mercado no significa necesariamente que los métodos sustractivos como el mecanizado CNC vayan a volverse menos populares.

La industria manufacturera, que ya enfrenta una disrupción tecnológica a gran escala, probablemente presenciará una superposición creciente —e incluso posible interoperabilidad— entre métodos aditivos y sustractivos en el proceso de producción. Los productos del futuro no serán todos impresos en 3D, al igual que no todos se fabricarán tradicionalmente; se producirán mediante métodos de mejor ajuste que pueden incluir una combinación de procesos aditivos y sustractivos.

Obteniendo lo mejor de ambos mundos

A medida que la tecnología evoluciona, es probable que el mercado presencie un número creciente de aplicaciones que combinen ambos métodos aditivos y sustractivos.

Los ingenieros de Curtiss Motorcycle Company, por ejemplo, tenían un pedido alto. Querían hacer una motocicleta eléctrica que fuera audaz, poderosa y diferente a cualquier cosa que cualquier ciclista hubiera visto. Tenían la visión, pero socios de fabricación anteriores no pudieron producir un prototipo a tiempo que cumpliera tanto los requisitos de diseño como de calidad.

En lugar de intentar satisfacer todas las demandas de Curtiss con un solo proceso de fabricación, el equipo de Fast Radius recomendó mecanizado CNC multi-eje para piezas más grandes de la moto y fabricación aditiva para componentes más pequeños y geométricamente más complejos. Este enfoque híbrido aumentó la eficiencia operativa, produjo piezas más fuertes y resultó en un mejor producto final. En solo 12 días, nació el "Zeus 8".

Aquí está cómo los beneficios de ambas capacidades —y las limitaciones de cada una— pueden equilibrarse para encontrar la solución perfecta para la producción de piezas.

Fabricación aditiva, reexaminada

Si bien la fabricación aditiva ha generado mucho revuelo —y mucha inversión de capital— en las últimas décadas, comprende solo una porción del mercado manufacturero total. Además, los métodos aditivos vienen con algunas limitaciones clave que los ingenieros deben considerar.

Por ejemplo, aunque hay cada vez más materiales disponibles para fabricación aditiva, no hay ni cerca de tantos materiales disponibles para procesos tradicionales como moldeo por inyección y CNC. La tecnología está mejorando, pero algunos métodos de impresión 3D no producen la resistencia, resistencia al calor o acabado superficial liso necesarios para piezas críticas.

Y como la tecnología aditiva es relativamente nueva, menos materiales han pasado por los largos y rigurosos procesos de certificación requeridos para fabricar piezas para industrias altamente reguladas. Además, la economía de la aditiva no siempre suma para producción de alto volumen.

Rellenando los vacíos con fabricación sustractiva

La fabricación sustractiva —como el mecanizado CNC— puede compensar algunas de las limitaciones que plantea la fabricación aditiva.

Incluso con máquinas de grado industrial, la impresión 3D a veces puede producir piezas con resistencia y calidad no uniformes. El mecanizado CNC, por otro lado, produce piezas consistentemente fuertes que pueden soportar requisitos de ingeniería estrictos. El proceso se usa ampliamente en la industria aeroespacial porque permite construcciones increíblemente precisas necesarias para cumplir con las estrictas regulaciones de la Administración Federal de Aviación (FAA).

Además, cuando se trata de fabricar con metales, la fabricación sustractiva suele ser más eficiente. Mientras que los materiales aditivos de metal siguen siendo limitados y costosos, las materias primas necesarias para métodos sustractivos están ampliamente disponibles y comprendidas. No hay escasez de metales para CNC que puedan crear productos con tolerancias ajustadas y buenos acabados superficiales.

Todo esto no significa que la fabricación sustractiva por sí sola vaya a ser suficiente para satisfacer las crecientes y complejas demandas de mercados disruptivos. Estos métodos de fabricación vienen con sus propias limitaciones. Primero, los costos de puesta en marcha del mecanizado CNC pueden ser tan altos como los asociados con la impresión 3D, si no más. Además, desde un punto de vista de diseño, el mecanizado CNC a menudo viene con más limitaciones que la aditiva. La fabricación sustractiva también es menos eficiente en materiales y ecológica que la fabricación aditiva porque inherentemente crea desecho.

Combinando capacidades para el éxito definitivo

Los pros y contras de ambos métodos de fabricación aditiva y sustractiva los hacen complementos ideales el uno del otro en muchas aplicaciones. A medida que la tecnología y las demandas de los consumidores evolucionan, los fabricantes tendrán la tarea de desarrollar nuevos métodos que integren tanto técnicas aditivas como sustractivas.

Ya sea que esté construyendo la motocicleta del futuro o intentando crear un producto de nicho de alta calidad, es importante mantener una mente abierta cuando se trata de proceso. Los métodos de fabricación tradicionales tienen mucho que ofrecer a ingenieros y gerentes de producto que buscan construir la próxima gran cosa. Una combinación sofisticada de fabricación sustractiva y aditiva puede ayudar a los fabricantes a proteger sus productos más innovadores para el futuro.

En Fast Radius, somos apasionados por ayudar a las empresas a crear los productos del futuro hoy, ya sea que eso signifique prototipar una pieza única a través de modelado por deposición fundida (FDM) o combinar métodos aditivos y sustractivos para ejecutar tiradas de alto volumen de piezas uniformes. Podemos ayudarle a crear de formas que no creía posibles. Contáctenos hoy.

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