Tecnología

Fabricación aditiva en aplicaciones industriales

Fabricación aditiva en fabricación industrial

Las industrias que utilizan con mayor intensidad la fabricación aditiva son, ordenadas según porcentaje de introducción por volumen de mercado: industrial y automoción, aeroespacial, dental y médico, energía, defensa y bienes de lujo. Concretamente, el sector industrial y de maquinaria representa el 20% del total.

En este post te mostramos los distintos ejemplos de aplicaciones de la fabricación aditiva en este sector y analizaremos las razones de su elección.

Reparación y Fabricación de componentes

La reparación de componentes dañados es un área de aplicación en la que la fabricación aditiva puede demostrar sus fortalezas. En lugar de tener que deshacerse de una herramienta o una pieza desgastada y reemplazarla por una nueva, las áreas dañadas se pueden reparar rápidamente mediante deposición directa (técnicas como DED o WAAM). Esto permite a los fabricantes beneficiarse de una vida útil más larga, reduciendo también los costes operativos. En este ejemplo presentado por Siemens, se muestra lo que se puede lograr en la fabricación y reparación de componentes de turbinas de gas.

Las tecnologías de fabricación o reparación mediante deposición láser (LDT) abarcan muchos procesos con diferentes denominaciones, como deposición directa de metal (DMD) o deposición de metal láser (LMD), que se diferencian de los procesos estándar de soldadura o unión que utilizan láseres como fuente de calor, en que LDT siempre está agregando nuevo metal a una pieza de trabajo existente.

LDT puede utilizarse para una variedad de reparaciones y fabricaciones de forma libre. Tiene una poderosa capacidad para aplicar depósitos metalúrgicos de alta calidad, que se pueden utilizar para:

1) La reparación de componentes desgastados

2) Fabricación de forma libre, realizando aportaciones de forma libre directamente a partir de archivos CAD

3) Aplicación de materiales de revestimiento – Tecnología de revestimiento láser (LCT) . La flexibilidad es un ingrediente

clave que guía esta tecnología

Ejemplo de pieza a ser reparada con tecnología de impresión 3D.
Ejemplo de pieza a ser reparada con tecnología de impresión 3D.

Aceros inoxidables, aceros para herramientas, aleaciones de níquel, aleaciones de cobalto, aleaciones de titanio y una variedad de aleaciones de revestimiento son algunos materiales que se están depositando con éxito. Se está logrando cierto éxito con aluminio, pero por lo general las aleaciones de aluminio y cobre son difíciles de depositar debido a sus propiedades reflectantes. La alta calidad, versatilidad y flexibilidad de los depósitos LDT son los puntos fuertes de esta tecnología.

Fabricación de válvulas, bloques de válvulas, intercambiadores de calor

Bloque motor rediseñado e impreso en 3D para mejorar su eficiencia

En esta aplicación el driver principal es la libertad de diseño, poder disponer de formas geométricas imposibles de conseguir con el mecanizado tradicional. Con ello conseguimos una reducción de peso, pero el foco está en la funcionalidad mejorada. Conseguir un mejor flujo del fluido que optimice y extienda la operación de los bloques de válvulas, o que maximice la eficiencia de los intercambiadores de calor, es vital. Y esto lo podemos conseguir diseñando canales internos curvos que sigan el resultado de un estudio de optimización fluidodinámica.

En la imagen, colector hidráulico rediseñado y fabricado en 3D para mejorar su eficiencia, por Aidro.

Adicionalmente, podemos combinar varias partes en una sola, podemos reducir el peso o el volumen de los componentes y la impresión 3D puede ser más económica para volúmenes de producción pequeños o medios de componentes hidráulicos complejos. También, podemos reducir sustancialmente los plazos de producción.
Los retos se encuentran en la inspeccionabilidad, el post-procesado de las estructuras internas y en la certificación.

Fabricación de moldes y modelos

La aplicación de la impresión 3D en la fabricación por moldeo o fundición está ampliamente extendida desde hace tiempo, por ejemplo, para la fabricación de modelos en fundición por colada.

En los últimos años, se está empleando cada vez más también en la fabricación de moldes, bien parcialmente, como en núcleos de alta complejidad o en los canales de inyección o refrigeración, bien en el molde completo. Esto se debe a la ventaja que ofrece de menor montaje manual en la fundición, y a la posibilidad de construir geometrías con menores restricciones geométricas.
La disminución de los plazos de entrega también es un factor muy importante a la hora de contemplar la alternativa de la fabricación aditiva para esta aplicación, y la posibilidad de conseguir soluciones más económicas (aunque de menos durabilidad) puede resultar muy conveniente para series de fabricación no muy largas.

En el ejemplo presentado a continuación, el plazo de entrega de las piezas moldeadas se redujo de 6 meses a 6 semanas. La conveniencia del precio final por pieza viene dada por el número de unidades a fabricar.

Diagrama de los pasos a seguir para la realización de un molde en Fabricación Aditiva
Diagrama de los pasos a seguir para la realización de un molde en Fabricación Aditiva. Fuente y crédito de la imagen: The Barnes Group Advisors
Ejemplo de útil de posicionamiento con Fabricación Aditiva

Por ejemplo, fabricación de útiles para operaciones de posicionamiento, montaje o verificación, proporcionando mejoras sustanciales en tiempo de suministro, personalización, reducción de peso o mejora ergonómica, como el ejemplo desarrollado por Optimus3D.

Otra aplicación interesante es la fabricación a medida de mordazas personalizadas, embalajes para productos frágiles o componentes críticos, o terminaciones de equipos automatizados o brazos robóticos que se adaptan perfectamente a la funcionalidad deseada.

Si quieres conocer todas las posibilidades que te ofrece la impresión 3D, ponte en  contacto con nosotros. ¡Estaremos encantados de ayudarte!