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Comprendiendo la fabricación aditiva

Posted 20 octubre, 2014 by in Impresión 3D with one comment

La impresión 3D (conocida en un entorno más técnico como Fabricación Aditiva o Additive Manufacturing), es un proceso por el cual se crea un objeto a partir de un modelo 3D mediante la unión de materiales, por lo general una capa sobre otra, en contraste con tecnologías sustractivas (mecanizado o fresado) usadas en la fabricación tradicional.

Aunque a todos nos venga a la cabeza las impresoras 3D de extrusión (que son las más populares a nivel particular) son varias las tecnologías que existen para fabricar piezas por impresión 3D y que van a suponer (si no lo son ya) ser una autentica revolución industrial. La posibilidad de eliminar utillajes, de fabricar complejas geometrías tan solo limitadas por lo que el diseñador pueda imaginar (y dibujar), la rapidez en la respuesta a la demanda del cliente, y otras tantas ventajas, hacen de la fabricación aditiva un punto de inflexión en la fabricación industrial.

Fabricación aditiva o impresión 3D: el punto de inflexión en la industria de manufactura - Foto vía Wikipedia -

Fabricación aditiva o impresión 3D: el punto de inflexión en la industria de manufactura. – Foto vía Wikipedia

Breve historia de la impresión 3D

Tenemos que remontarnos casi 30 años atrás para encontrar los orígenes de la tecnología de impresión 3D. En 1986 se patenta el primer proceso de fabricación aditiva, la estereolitografía (SLA) por parte de Chuck Hull, fundador de una empresa norteamericana llamada 3D Systems. Los procesos de fabricación aditiva surgen primeramente con el nombre de Prototipado Rápido (Rapid Prototyping), ya que en un primer momento se concibió esta tecnología con el único objetivo de construir prototipos (que de hecho sigue siendo la aplicación estrella). Posteriormente se inician las aplicaciones de nuevas tecnologías, como la FDM (Fused Deposition Modeling), Multijet Modeling, SLS, etc.

Gracias a las mejoras tecnológicas que han aportado el paso de los años y a la caducidad de algunas patentes asociadas a estas tecnologías, la fabricación aditiva o impresión 3D se encuentra en un punto muy importante de su historia.

Cómo funciona

El primer paso es la fase de concepción del producto como en cualquier otro proceso productivo. Se realiza un modelo 3D que se genera con un software técnico específico como puede ser Rhinoceros, AutoCAD, Catia, etc. o bien mediante el escaneado 3D de una pieza existente.

Este modelo CAD se transforma en una malla formada únicamente por triángulos que se ajusta a las superficies concebidas; este proceso hace que la información en un principio ajustada a tangencias, radios, límites, etc. se transforme en una información matemática que sólo contempla esos triángulos interrelacionados y la posición de sus vértices (cualquier plano se puede definir por tres puntos, de ahí el modelo triangular). Este formato se conoce como STL (proveniente la abreviatura de Standard Tessellation Language), donde la pieza queda dividida en muy pequeñas capas que “trocean” la pieza final.

Finalmente, con un software específico, se genera a partir del fichero STL un código que la impresora 3D es capaz de interpretar para imprimir cada capa una encima de otra hasta tener la pieza completa.

La complejidad en los diseños, es una de las ventajas de la fabricación aditiva - Foto vía Wikipedia -

La complejidad en los diseños, es una de las ventajas de la fabricación aditiva
– Foto vía Wikipedia

Ventajas y limitaciones

Aunque la fabricación aditiva tiene importantes ventajas sobre la fabricación tradicional, no pretende reemplazarla completamente y más bien se presenta como un complemento a la fabricación de gran valor.

 

Ventajas Limitaciones
Complejidad geométrica Tecnología aun en desarrollo
Personalización Disponibilidad y coste de la materia prima
Reducción del time-to-market Tamaño limitado de piezas
Reducción de residuos Procesos periféricos y auxiliares
Reducción de costes de procesos intermedios Coste de maquinaria
Reducción de peso (productos aligerados) Producción en masa no rentable

 

Tags: Digitalización 3D / Fabricación aditiva / Impresión 3D / Prototipado rápido / Tecnología 3D

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