FABRICACIÓN ADITIVA E INDUSTRIA 4.0

Jul 17, 2017 | Tecnologías

La Industria 4.0 es el término que utilizamos para referirnos a la introducción de las tecnologías digitales en la industria clásica.

Esta Ciber industria o  Industria inteligente nace de una nueva forma de pensar aplicada al modo en el que hacemos y organizamos las cosas y que finalmente se materializa en nuevos productos de consumo que llegan a nuestro día a día condicionando la manera en la que interactuamos con ellos y con los demás usuarios.

Es aquí donde han surgido en los últimos años conceptos como Bigdata o Internet of things (IOT, internet de las cosas) y donde surgirán muchos más capaces de transformar la manera en la que vivimos y actuamos.

Cronología de la Impresión 3D

Cronología de la Impresión 3D, parte 1. Fuente EDDM

Mediante técnicas aditivas la libertad de diseño se vuelve casi infinita debido a la ausencia de las restricciones que si afectan a otros métodos.

Estos nuevos conceptos nacen del deseo de organizar los medios de producción de una manera totalmente nueva, adaptada al mundo actual y con una mayor eficiencia. La búsqueda de esta eficiencia es el motor que mueve esta nueva industria que demanda y ofrece productos de mayor calidad y diseños más sofisticados, inteligentes y adaptables.

Dentro de las tecnologías de fabricación actuales la mal denominada impresión 3D es el abanderado perfecto de la industria 4.0, aunando entre sus ventajas competitivas la eficiencia y la adaptabilidad en el diseño y la fabricación (en EDDM consideramos que el término adecuado para denominar la impresión 3D es el de Fabricación Aditiva ya que, al fin y al cabo, es un método de fabricación, y no de impresión, que se caracteriza por crear piezas mediante la aportación de material en oposición a los métodos clásicos como el mecanizado que consisten en sustraer material).

Cronología de la Impresión 3D

Cronología de la Impresión 3D, parte 2. Fuente EDDM

Mediante técnicas aditivas la libertad de diseño se vuelve casi infinita debido a la ausencia de las restricciones que si afectan a otros métodos, dando a los diseñadores la oportunidad para explorar formas inimaginables hace unos pocos años que permiten implementar conceptos rompedores más eficientes e igualmente funcionales (además, si se nos permite decirlo, desde EDDM opinamos que son más estéticos). La adaptabilidad es otro de los pilares de esta tecnología mediante la cual somos capaces de fabricar piezas complejas totalmente orientadas a cada cliente.

Renault Trucks Fabricación Aditiva

Fabricación Aditiva en Metal.  Fuente Renault Trucks.

Fabricación Aditiva en Altair Hyperworks

Fabricación Aditiva en Altair Hyperworks. Fuente Altair.

Dentro de la Fabricación Aditiva existe una gran variedad de tecnologías en función de materiales, forma de solidificarlos, fuente de energía empleada… Cada tecnología se engloba bajo unas siglas que identifican estás variables (material, fuente de energía…); pero además cada tecnología puede ser denominada por más de un grupo de siglas en función del interlocutor de turno como fabricantes, diseñadores o makers por nombrar algunos.

En los siguientes párrafos se recogen a modo divulgativo las técnicas de fabricación aditiva más conocidas, y también sus distintas denominaciones. (conoce cada tecnología en profundidad (aquí links a cada post), FDM, SLA, SLS, LBM):

EXTRUSIÓN DE MATERIAL: Fused Deposition Modeling (FDM) o Fused Filament Fabrication  (FFF).

Esta tecnología es sin duda la más extendida en el mundo de la impresión 3D y está en claro auge con la aparición de numerosos fabricantes de máquinas como de desarrolladores de materiales. Consiste en extrudir un filamento de un polímero termoplástico a través de una boquilla a alta temperatura.

Con la deposición del filamento se van creando capas, unas sobre otras, de espesor determinado que van constituyendo la pieza final.

FOTOPOLIMERIZACIÓN: Estereolitografía (SLA) Procesado digital de luz (DLP, Digital Light Processing) y procesado de luz continuo (CDLP, Continuos Digital Light Processing)

Estas tres tecnologías se basan en la fotopolimerización de resinas plásticas (VAT Photopolymerisation). Su principio de funcionamiento consiste en aplicar una fuente de luz sobre una resina sensible a esta longitud de onda pasando de un estado líquido a un estado sólido; repitiendo este proceso capa a capa se consigue la creación de la pieza. Esta tecnología es la más antigua de las técnicas de fabricación aditiva.

POWDER BED FUSION (PBF): Selective Laser Sintering (SLS)

Esta tecnología se engloba dentro de las que se conocen como Powder Bed Fusion que se caracterizan por sinterizar o fundir un lecho de polvo. En este caso particular se refiere al sinterizado de termoplásticos. La materia prima que emplea esta tecnología es el material en polvo, con granulometrías muy finas que oscilan entre 35 y 100 micras.

Para la creación de la pieza se aplica un laser sobre la superficie de polvo del material de manera que los granos de polvo expuestos al calor producido al pasar el laser se funden creando una película continua que al descender la temperatura solidifica constituyendo cada capa de nuestra pieza.

POWDER BED FUSION (PBF): Laser Beam Melting, (LBM) Selective Laser Melting (SLM), Direct Metal Laser Sintering (DMLS) y Electron Beam Melting (EBM).

Esta tecnología se engloba dentro de las que se conocen como Powder Bed Fusion que se caracterizan por sinterizar o fundir un lecho de polvo junto con SLS, EBM y Polijet.

SLM y DMLS: su funcionamiento es análogo al ya comentado para la tecnología SLS pero aplicado a materiales metálicos. En este caso la intensidad del laser tiene que ser mucho mayor ya que el punto de fusión de los metales es muy superior al de los materiales plástico.

EBM: se diferencia de SLM únicamente en la fuente de aportación de calor que en este caso se realiza mediante un haz de electrones en lugar del laser.

INYECCIÓN DE MATERIAL: PoliJet

 

Esta tecnología se basa en la deposición de fotopolímeros líquidos sobre una bandeja que son endurecidos instantáneamente mediante la aplicación de luz ultravioleta. Además para piezas complejas se fabrican estructuras de soporte con materiales que luego se eliminan fácilmente. Mediante esta tecnología se consiguen piezas con acabados finales de calidad y multicolores ya que mediante la mezcla de los distintos fotopolímeros disponibles se pueden conseguir los distintos colores.

Leer más sobre la tecnología PoliJet aquí

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