Fabricación Aditiva vs. Tradicional: Cómo se Complementan

La fabricación aditiva, o impresión 3D, es el proceso de crear un producto usando escáneres 3D o software CAD para depositar capa a capa material en formas geométricas precisas, a diferencia de procesos sustractivos tradicionales que eliminan capas de un bloque para construir un diseño. Ej.: cortar una barra en piezas es manufactura tradicional simple. Con la popularidad de impresión 3D y disponibilidad de metales adecuados, fabricantes buscan aplicar ambos en línea de producción. El objetivo: combinar fabricación aditiva y tradicional como proceso complementario para acabado perfecto.

A continuación, discutimos beneficios de fabricación aditiva y cómo ambas pueden usarse juntas para crear productos de alta calidad.

Creciente Popularidad de la Fabricación Aditiva

Muchos maquinistas, fabricadores y fabricantes usan cada vez más fabricación aditiva, ya que proporciona beneficios como menos desperdicio. Detallamos ventajas.

Mejor para Prototipos Rápidos y Piezas de Repuesto

La evolución de impresión 3D ha permitido a grandes fabricantes como Boeing, GE y Siemens crear diseños de prototipos complejos con facilidad. Siemens usa fabricación aditiva para crear repuestos, reduciendo tiempo de reparación 90% en algunos casos. Además, solo los imprime bajo demanda, reduciendo costes de sobreproducción y logística.

Reduce Desperdicio de Material

Trabajar con gran bloque de titanio para componentes aeroespaciales genera hasta 90% desperdicio. A menos que reciclen remanentes, añaden costes operativos en gestión de residuos. La capacidad intrínseca de impresión 3D de añadir material capa a capa en formas precisas reduce desperdicio de métodos sustractivos que requieren eliminar exceso.

Acorta Tiempo de Fabricación

Piezas metálicas de fabricación aditiva cuestan menos porque el tiempo de fabricación se reduce drásticamente. Formas complejas se producen sin herramientas, matrices o moldes. Al imprimirse fuera de máquina, diseñar estructuras complejas (celosías, panales) toma menos tiempo.

A pesar de ventajas tecnológicas, la fabricación aditiva no puede reemplazar completamente técnicas convencionales. Una pieza de AM puede requerir mecanizado para acabado superficial deseado. Así, muchos fabricantes consideran modelo híbrido usando ambos procesos.

Modelo Híbrido: Fabricación Aditiva y Tradicional como Proceso Complementario

Fabricación híbrida combina mecanizado CNC y fabricación aditiva, usando impresión 3D como herramienta para expandir alcance de diseño mientras se apoya en CNC tradicional para llevar el producto deseado a la mesa.

¿Por qué combinar ambas? Mientras AM produce formas geométricas intrincadas rápida y fácilmente, ofrece menos precisión que CNC, ya que piezas de impresora 3D son a menudo solo near-net-shape. Por otro lado, es más difícil crear formas complejas con métodos tradicionales, pero estos mantienen tolerancias más ajustadas y logran acabado superficial deseado más fácilmente.

La tabla resume pros y contras:

Fabricación híbrida utiliza lo mejor de ambos y aplica procesos aditivos y sustractivos en secuencia. Ej.: método aditivo como Deposición de Energía Dirigida (DED), que usa láser o haz de electrones para fundir materiales depositados sobre plataforma mediante boquilla, se realiza inicialmente para crear la pieza. Luego se mecaniza CNC para lograr acabado y tolerancia deseados.

Otros métodos aditivos populares que pueden combinarse:

• Fusión de lecho de polvo: Láser o haz de electrones funde y fusiona polvos para formar pieza 3D. Similar a DED pero difiere en cómo deposita material.
• Inyección de aglutinante metálico: Común en alto volumen, agente aglutinante líquido depositado sobre capas finas de polvo, pegando para crear objeto capa a capa.

Todos estos procesos pueden realizarse en una sola máquina híbrida, programada y operada por pocas personas a distancia segura. Implementando fabricación híbrida en una máquina, la pieza se imprime y mecaniza en una sola configuración, reduciendo posibilidad de error.

Otros beneficios de máquina híbrida:

• Menor gasto de capital en equipos
• Tiempos de entrega más rápidos
• Menor almacenamiento de inventario, ahorro de espacio
• Capacidad de mecanizar interior de la pieza mientras se produce, permitiendo control de calidad superior

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