IMPORTANCIA DE LA FABRICACIÓN ADITIVA.

IMPORTANCIA DE LA FABRICACIÓN ADITIVA

Ensayo por Gabriela Rodarte

INTRODUCCIÓN

En cuestión de tecnologías, a lo largo del tiempo ha sido de gran importancia que el ser humano busque desarrollarse y modernizar sus procesos. Una de las tecnologías recientemente logradas y que con el paso del tiempo ha estado evolucionando es la Fabricación Aditiva la cual resulta útil tanto en la industria manufacturera como en centros de investigación. Debido a que hasta hace poco esta tecnología era relativamente nueva y desconocida muchas personas no son capaces de percibir o diferenciar aquellos productos en los que se encuentra presente la fabricación aditiva y ya que la esencia y peculiaridad de esta radica en su reproducción de modelos diseñados en 3D es interesante y, como ingenieros, importante conocer al menos lo básico de esta tecnología.

DESARROLLO

La fabricación aditiva o de su traducción en inglés Additive Manufacturing es una forma de fabricación utilizada en la actualidad la cual es apoyada de tecnologías que tienen como principio un proceso automático y tal como Porras (2012) lo menciona “se producen objetos tridimensionales directamente desde un modelo digital mediante la deposición de material de una forma muy precisa” (p.13).

Este tipo de manufactura utilizada mayormente desde los últimos años trae como ventajas a la industria la capacidad de poder elaborar artículos o componentes que parecen complejos directamente de su diseño en 3D haciendo los procesos de fabricación más fáciles y rápidos, permitiendo trabajar con distintos materiales que marcan diferencia de precisión, calidad y precio dependiendo de los requerimientos.

A pesar de que la fabricación aditiva ha venido a mejorar ciertos aspectos de la manufactura es importante tener en cuenta que no es viable utilizarla para cualquier tipo de proceso ya que adaptar nuevas tecnologías en una empresa siempre incurre en mayores cosos debido a la especialización y entrenamiento del personal, la elaboración de un plan de mantenimiento más avanzado y la instalación de nuevas máquinas. Ukar y Lamikiz (2015) hacen mención a tres condiciones en las que es factible utilizar la fabricación aditiva:

• Creación de un prototipo o primera pieza para su validación.
• Fabricación de una pieza única o tiradas muy bajas.
• Fabricación de piezas extremadamente complejas.

Otro punto importante a considerar de la fabricación aditiva es que presenta algunas limitaciones en cuanto al tamaño de los productos a fabricar por lo que generalmente estos deben ser divididos en segmentos que posteriormente son unidos por otros procesos.

Como puede imaginarse el costo de tecnologías como la fabricación aditiva es variable y en su mayoría alto ya que este está relacionado con la precisión y reproducción geométrica que se requiere para la elaboración de cada pieza, por lo tanto, entre mayor sea la calidad de la máquina, mayor calidad tendrá el producto final. De este modo, al calificar la calidad de los productos y observar las variantes se puede notar que la fabricación aditiva engloba un grupo de procesos que presentan ciertas diferencias en cuanto a calidad, capacidad y aplicaciones. Algunos de los principales procesos son explicados brevemente a continuación de acuerdo a la descripción de Ukar y Lamikiz (2015).

Fused Depositon Modelling (FDM): El proceso se basa en un cabezal que se mueve en un plano y funde un filamento de plástico. El material se va aportando capa a capa y se crea una pieza 3D. Es la base de las conocidas impresoras 3D y su principal ventaja es el bajo coste del equipamiento junto con la posibilidad de trabajar en diferentes materiales poliméricos.

Estereolitografía (SLA) y PolyJet: Se obtienen piezas a partir de resinas líquidas que se curan con un haz de luz. El proceso originario fue la estereolitografía, pero posteriormente se desarrolló el denominado PolyJet que se basa en curar la resina con múltiples haces de luz UV. El resultado es una pieza con excelente calidad tanto en precisión dimensional como en acabado superficial. A pesar de que en los últimos años se han desarrollado materiales que imitan a los principales polímeros industriales, la principal desventaja que plantean estos procesos es la necesidad de utilizar materiales especiales.

Fusión selectiva de lecho de polvo (SLM): Se basan en la fusión selectiva de una capa de polvo que se ha depositado previamente. El proceso se realiza dentro de una cámara precalentada y que puede tener una atmósfera controlada para evitar la oxidación. La pieza resultante se obtiene a partir de la fusión y posterior resolidificación capa a capa, pudiendo obtener piezas en diferentes materiales, incluyendo materiales metálicos, polímeros industriales, etc.

Inyección directa de material (DLMD): El proceso consiste en la fusión de un material base y en la inyección de un material (tanto en forma de polvo como de hilo) en el baño fundido. El resultado es el aporte de un material sobre un material base. Este proceso se emplea tanto para fabricación aditiva de detalles o estructuras sobre una pieza previamente fabricada, como para reparar zonas dañadas. La principal ventaja es que se puede aplicar sobre piezas que se han fabricado por forja y fundición, y se pueden aportar una gran cantidad de materiales incluyendo diferentes aleaciones metálicas, materiales cerámicos, mezclas de componentes, etc.

...