Cómo y por qué usar herramientas de sacrificio

Aunque las técnicas de fabricación tradicionales pueden producir formas básicas con secciones transversales uniformes, la creación de piezas con interiores huecos o geometrías complejas presenta desafíos únicos. Sin embargo, con herramientas de sacrificio, los diseñadores e ingenieros no necesitan comprometer la forma o la integridad del material.

El herramental de sacrificio implica imprimir una estructura en un material soluble, que luego se usa para crear estructuras complejas. Esta técnica permite a los diseñadores e ingenieros crear fácilmente estructuras complejas o huecas, con cualquier tipo de socavado, con interiores lisos a partir de numerosos materiales. Las herramientas de sacrificio generalmente se realizan a través del modelado de deposición fundida (FDM), lo que permite una alta precisión y repetibilidad.

Cómo funcionan las herramientas de sacrificio

El herramental de sacrificio comienza con un diseño de dos partes:un diseño de la herramienta y un diseño de la pieza final. Por supuesto, estos dos diseños son esencialmente las dos caras de la misma moneda; la herramienta de sacrificio está diseñada para llenar el interior de la pieza final. La herramienta debe construirse primero, con asignaciones para promover el flujo de fluidos una vez que llegue el momento de disolver la herramienta.

Una vez construida la herramienta y colocada la pieza final alrededor de la misma, no se necesita más preparación que el lijado para mejorar el acabado de la superficie y la aplicación de resina para favorecer la disolución uniforme de la herramienta. Con eso completo, la pieza debe sumergirse completamente en un detergente de eliminación, que disolverá la herramienta y dejará intacta la pieza final.

Ventajas y limitaciones de las herramientas de sacrificio

Los diseñadores e ingenieros suelen preferir las herramientas de sacrificio, no solo porque permite la creación de estructuras complejas con cualquier número de materiales, sino también porque garantiza un tiempo de producción más corto que muchos otros métodos de fabricación. Además, da como resultado un producto sin costura pegada. Otras ventajas de las herramientas de sacrificio incluyen:

• Forma muescas sin necesidad de deslizamientos complejos en la herramienta
• Alta resistencia al calor y a la presión
• Elimina la necesidad de herramientas adicionales
• Ofrece la capacidad de iterar diseños rápidamente
• Se requiere mano de obra limitada
• Tiempo de entrega reducido para volúmenes bajos
• Tiempo de diseño a parte de días, en lugar de meses
• Mayor asignación para la complejidad del producto
• Mejora de la sostenibilidad económica

Aplicaciones de mejor ajuste para herramientas de sacrificio

Ciertas industrias y aplicaciones son especialmente adecuadas para herramientas de sacrificio, particularmente aquellas que requieren piezas complejas hechas de materiales fuertes y resistentes al calor, pero que no requieren un alto volumen de producción. Además, el herramental de sacrificio es ideal para crear productos que encierran completamente la pieza. La tecnología FDM se usa más comúnmente para crear piezas complejas con interiores huecos, como conductos complejos.

Las industrias aeroespacial y automotriz ven una variedad de casos de uso comunes para las herramientas de sacrificio. Las aeronaves requieren piezas increíblemente fuertes y muy detalladas, y las herramientas de sacrificio ayudan a lograr ambos objetivos. Del mismo modo, la industria de los deportes de motor requiere piezas complejas, especializadas, resistentes y ligeras.

Consideraciones clave de diseño para herramientas de sacrificio

Al considerar las herramientas de sacrificio, los diseñadores e ingenieros deben prestar especial atención a dos características del material:el coeficiente de expansión térmica y los pares de temperatura y presión de curado.

Más allá de las características del material, los diseñadores e ingenieros deben elegir entre dos estilos de diseño:un patrón de relleno interior disperso o un estilo de cubierta. El estilo disperso es el más utilizado y, en la mayoría de los casos, proporciona el equilibrio óptimo entre el tiempo de construcción y la resistencia de la herramienta. El estilo Shell, sin embargo, usa menos material de construcción y es especialmente efectivo cuando se usa un proceso de embolsado en forma de sobre.

También es importante elegir la orientación óptima al fabricar una pieza mediante herramientas de sacrificio. Las herramientas se pueden construir en una orientación vertical u horizontal, pero la orientación seleccionada afectará la velocidad de construcción, la calidad de la superficie, los requisitos del material de soporte y el rendimiento general. La aplicación de uso final de la herramienta se debe considerar cuidadosamente durante la fase de diseño para determinar la mejor orientación de construcción.

Un socio en herramientas de sacrificio de FDM

Para los diseñadores e ingenieros que buscan construir piezas complejas con interiores huecos, las herramientas de sacrificio FDM ofrecen un método confiable, simple y rentable. A diferencia de los métodos de herramientas tradicionales, que requieren un ensamblaje complejo o herramientas de lavado frágiles y caras, las herramientas de sacrificio de FDM son prácticas, versátiles y relativamente simples.

En Fast Radius, estamos comprometidos a ayudar a nuestros clientes a crear productos excelentes de la manera más eficiente posible. Nuestros equipos de ingeniería de diseño y desarrollo están formados por expertos que trabajan en estrecha colaboración con nuestros clientes durante cada etapa del proceso de fabricación, desde el concepto hasta la entrega.

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