La industria evoluciona rápidamente y se encamina hacia una administración de los recursos más eficaz, con un menor consumo energético y reduciendo el impacto medioambiental, haciendo que la aplicación de la tecnología digital sea más rentable en el proceso de fabricación.
La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, es el proceso que se utiliza para crear un objeto físico tridimensional, mediante la superposición de capas de material a partir de un modelo digital.
A diferencia de la fabricación sustractiva, que crea el producto final retirando material de un bloque, la fabricación aditiva combina varias piezas para conformar el producto final. Este proceso puede funcionar prácticamente con cualquier elemento y una de sus principales ventajas es que realmente fabrica sólo lo que se necesita, por lo que se reduce notablemente la generación de residuos.
Múltiples aplicaciones de Tecnologías de Impresión 3D
La fabricación aditiva la utilizan principalmente ingenieros, arquitectos y jefes de obra, sustituyendo el dibujo manual por aplicaciones tecnológicas. Permite a los usuarios crear diseños en tres dimensiones para visualizar la construcción y posibilita el desarrollo, la modificación y la optimización del proceso de diseño.
La impresión 3D añade valor a las cadenas de suministro gracias a su capacidad para repetir procesos y optimizar el ciclo del proceso productivo, a partir de una amplia gama de aplicaciones para la producción tanto en metal como en plástico , en especial en sectores como el de la industria, la automoción, la medicina, o los bienes de consumo.
La capacidad de personalizar y adaptar los productos permite a los fabricantes crear y ofrecer soluciones personalizadas a los clientes con rapidez. Aunque el uso original de la fabricación aditiva es la creación de prototipos, ahora muchas empresas entregan productos acabados y fiables impresos en 3D tanto en contextos comerciales como industriales.
FDM – Fused Deposition Modeling
Fabricación por Deposición Fundente de material, es el proceso de fabricación origen, ya que partiendo de un filamento de material, este se funde y se deposita en estado semilíquido en la capa correspondiente del modelo en 3D.
La estereolitografía es el proceso de fabricación aditiva en el que se emplea resina fotosensible que se solidifica mediante luz ultravioleta. Partiendo de una cuba de resina líquida, un haz de luz U.V. se encarga de dibujar la capa del objeto 3D, solidificando la resina, la cama soporte baja y se repite el proceso hasta crear el objeto.
El sistema PolyJet del fabricante Stratasys consiste en la deposición, mediante un cabezal, de resina en una bandeja, en el mismo momento que se deposita se solidifica mediante rayos U.V. permitiendo crear el objeto capa a capa. Para la creación de cuerpos que se encuentren en voladizo sobre la superficie de impresión, se imprimirá también material soporte, este material se desprende de la pieza mediante agua a presión o baños vibratorios de disolución de sosa en agua.
La tecnología Sand Printing está basada en la fabricación aditiva de capas de polvo de material que son aglutinadas mediante un cabezal inyector de resina, esta puede ser de color, permitiendo obtener objetos a full color. Se obtiene un acabado superficial ligeramente rugoso, propio del polvo de material empleado. Posteriormente se han de bañar en un líquido fijador de color.
SLS – Selective Laser Sintering
El Sinterizado Selectivo por Láser es una fabricación aditiva en el cual se deposita una capa de polvo, de unas décimas de milímetro, en una cuba que se ha calentado a una temperatura ligeramente inferior al punto de fusión del polvo. Seguidamente un láser sinteriza el polvo creando la capa .
DMLS – Direct Metal Laser Sintering
Proceso idéntico al Sinterizado Selectivo por Láser, pero con un material base de componente metálico, como el acero inoxidable, bronce, latón, titanio, etc. Es un proceso que necesita mayor temperatura de producción que el tradicional y en algunos casos la superficie de trabajo es inferior.
Procesos más sostenibles
Contribuir a la creación de un mundo más sostenible es una de las razones por las empresas han decidido empezar a explorar las tecnologías 3D.
Por eso es esencial contar con un partner cualificado en la mejor tecnología, para crear nuevas estrategias de fabricación, adaptando y mejorando los productos o procesos de la manera más eficiente.
La impresión 3D destierra aspectos de la producción como el almacenamiento y la necesidad de stocks, y reduce la necesidad de disponer de diferentes tipos de maquinaria. Las compañías, además, apuestan por personalizar sus productos como mecanismo de captación de clientes.
En los métodos de fabricación tradicionales, se genera una cantidad significativa de material de desecho debido a la necesidad de tallar o moldear formas a partir de bloques de material. En cambio, la impresión 3D sus procesos són más sostenibles ya que solo se utiliza la cantidad necesaria de material. Esto reduce drásticamente el desperdicio y hace que la producción sea más eficiente desde el punto de vista del uso de recursos.
Debido a la reducción del desperdicio de material, la producción localizada y la eficiencia energética, la impresión 3D puede tener una huella de carbono menor en comparación con ciertos métodos de fabricación tradicionales.
10 ventajas de la impresión 3D en la industria
La impresión 3D aporta numerosas ventajas con respecto a la fabricación tradicional. Puede imprimir piezas mucho más rápidamente que la mayoría de las tecnologías del mercado, y multiplicar la productividad.
Los ingenieros, arquitectos, diseñadores y educadores pueden tardar meses en crear conceptos y probar modelos de la manera tradicional. Una de las mayores ventajas de la tecnología de impresión 3D en la industria es la creación rápida de prototipos y de piezas finales, además, si es necesario, el diseño se puede modificar sin afectar negativamente la velocidad del proceso de fabricación.
Para las pequeñas empresas, esta diferencia es significativa. La libertad y la creatividad que permite la impresión 3D en la ingeniería industrial, significa que se puede crear casi cualquier cosa, sin necesidad de almacenes llenos de maquinaria cara. No hay largos plazos de entrega asociados típicamente con la necesidad de subcontratar proyectos de fabricación complejos. Significa liberarse de las limitaciones de los pedidos mínimos, que las piezas y los productos se pueden crear y personalizar con facilidad.
- Diseño personalizado y complejo:
La impresión 3D permite la creación de piezas y productos altamente personalizados y complejos que serían difíciles o costosos de lograr con métodos tradicionales. Esto es especialmente valioso en la fabricación de prótesis médicas, joyería personalizada, componentes aeroespaciales y más. - Reducción de costos:
En ciertos casos, la impresión 3D puede reducir los costos de producción al eliminar la necesidad de herramientas y moldes costosos. También permite la producción bajo demanda, evitando la necesidad de mantener grandes inventarios. - Velocidad de producción:
La impresión 3D puede acelerar significativamente el proceso de desarrollo y producción. Las piezas pueden ser producidas en cuestión de horas o días, en comparación con semanas o meses requeridos en los métodos tradicionales. - Menos desperdicio de material:
La fabricación aditiva construye objetos capa por capa, utilizando solo la cantidad necesaria de material, lo que reduce significativamente el desperdicio en comparación con los procesos de fabricación sustractiva. - Prototipado rápido:
La impresión 3D es ideal para la creación rápida de prototipos funcionales y modelos visuales. Esto acelera el proceso de diseño y permite realizar iteraciones más rápidas antes de la producción final. - Producción localizada:
La impresión 3D permite la fabricación en el lugar donde se necesita el producto, lo que puede reducir los costos de envío y acelerar la disponibilidad del producto. - Mayor libertad de diseño:
Los diseñadores y fabricantes pueden explorar formas y geometrías complejas que serían difíciles de lograr con técnicas tradicionales. Esto puede conducir a productos más eficientes y optimizados en términos de rendimiento. - Eficiencia y rentabilidad:
La fabricación aditiva promueve la economía circular porque permite que la producción se desarrolle según la demanda, haciendo innecesario el stock. En definitiva, impulsa la eficiencia en toda la cadena de suministro al acortar el proceso de creación de las piezas y reducir los costes de la mano de obra y de materiales . - Investigación y desarrollo:
La impresión 3D facilita la experimentación y la prueba de conceptos en la fase de investigación y desarrollo, lo que puede llevar a innovaciones más rápidas en una amplia gama de campos. - Producción personalizada a pequeña escala:
La fabricación aditiva es especialmente útil para la producción de lotes pequeños o personalizados de productos, lo que permite a las empresas satisfacer demandas específicas de nicho sin incurrir en grandes gastos.
La producción aditiva está experimentando un crecimiento importante en los últimos años y es un gran momento para que las empresas se acojan a ella, se sumen a la transformación digital e implementen tecnologías de la Industria 4.0 que ayuden a mejorar sus procesos.
La fabricación aditiva es un gran punto de partida para mejorar la rapidez, la precisión y el ahorro de cualquier sector.
Control Group con Grupo Solitium hemos desarrollado una línea de servicios de ingeniería, basada en las diferentes tecnologías y equipamientos 3D, para las compañías que están implementando procesos de fabricación aditiva.
Esta línea de servicios está diseñada para cubrir las necesidades de desarrollo y digitalización de modelos de aquellas empresas que, por su limitada capacidad de diseño, se ven retrasadas en la implementación de dichas tecnologías.
Ayudamos a nuestros clientes a adecuar la tecnología 3D a su proceso productivo. Asesoramos sobre el funcionamiento de los equipos, ingeniería de materiales y procesos de fabricación específicos de cada tecnología.
¿Quieres optimizar tus procesos de producción para que sean más competitivos?
Contáctanos y te guiaremos en el camino hacia la inteligencia industrial
