Los 7 tipos de fabricación aditiva: una guía para ingenieros

Si alguna vez has intentado explorar el mundo de la impresión 3D, probablemente te hayas encontrado con una avalancha de siglas: FDM, SLA, SLS, DMLS, MEX, VPP, PBF… Es un panorama confuso donde se entremezclan términos de marketing y estándares técnicos. ¿Qué significan? ¿Cómo se relacionan? ¿Y cuál es el adecuado para tu proyecto?

Aquí está la respuesta rápida que estás buscando. Según el funcionario Norma ASTM F42 / ISO 17296Existen exactamente siete categorías de Fabricación Aditiva (FA). Cada tecnología de impresión 3D del mercado se enmarca en una de estas familias:

1. Fotopolimerización en cuba (VPP)
2. Material Extrusión (MEX)
3. Fusión de lecho de polvo (PBF)
4. Inyección de material (MJT)
5. Inyección de aglutinante (BJT)
6. Deposición de energía dirigida (DED)
7. Laminación de láminas (SHL)

El problema es que simplemente enumerarlas no explica las profundas diferencias en su funcionamiento, los materiales que utilizan ni los problemas que resuelven. Comprender estas siete familias es clave para pasar de ser un aficionado a un profesional capaz de seleccionar estratégicamente la herramienta adecuada para cada trabajo.

At RM (Fabricación rápida)Trabajamos con estas tecnologías a diario. Esta no es solo una lista para nosotros; es nuestra caja de herramientas. En este... guía definitivaDesmitificaremos todo el panorama. Explicaremos cada uno de los siete tipos de fabricación aditiva, exploraremos las tecnologías comunes entre ellos y le brindaremos los conocimientos prácticos para comprender por qué una pieza podría imprimirse con una resina de curado láser en lugar de otra fabricada por... soldadura de metales polvo.

¿Por qué 7 tipos? El marco oficial de ASTM

Antes de profundizar en el tema, es importante comprender por qué Este marco existe. Durante años, la industria de la impresión 3D fue como el Viejo Oeste. Las empresas inventaron sus propios términos de marketing para sus procesos, lo que generó una enorme confusión. Para poner orden en el caos, ASTM International, una organización de normas respetada a nivel mundial, formó el Comité F42 sobre Tecnologías de Fabricación Aditiva.

Crearon un sistema que ignora las marcas y se centra en la física fundamental del proceso.cómo se une el material para formar una piezaPor eso es el estándar de oro para los ingenieros. Agrupa tecnologías que funcionan de forma similar, lo que significa que suelen compartir fortalezas y debilidades similares.

comencemos nuestro bucear profundo.

Fotopolimerización en cuba (VPP): Curado de líquidos a sólidos

La fotopolimerización en cuba es una de las formas más antiguas y precisas de impresión 3D. Si su objetivo principal es lograr detalles nítidos y... acabado de la superficie que parece casi moldeado por inyección, VPP es por donde empiezas.

El concepto central: ligero como un cincel

Imagine una piscina poco profunda (una "cuba") llena de un plástico líquido especial llamado resina de fotopolímero. Esta resina tiene una propiedad única: permanece líquida hasta que se expone a una longitud de onda específica de luz ultravioleta (UV), momento en el que se endurece o "cura" instantáneamente. Las tecnologías VPP utilizan este principio, empleando una fuente de luz de alta precisión para dibujar la forma de una capa sobre la superficie de la resina, solidificándola. El proceso se repite, capa a capa, para construir un objeto sólido a partir del líquido.

El proceso paso a paso

Si bien existen diferentes máquinas VPP, todas siguen un flujo de trabajo similar:

1. Inicialización: Una plataforma de construcción desciende hasta el tanque de resina de fotopolímero, dejando un espacio diminuto y preciso entre la plataforma y el fondo del tanque: el espesor de una sola capa.
2. Curación: Una fuente de luz ultravioleta controlada ilumina selectivamente la resina en la forma de la primera sección transversal de la pieza. La resina expuesta se solidifica.
3. Cambio de capa: La plataforma de construcción se mueve hacia arriba (o hacia abajo, en algunas máquinas) una altura de capa, lo que permite que una nueva capa de resina líquida fluya hacia el espacio.
4. Repetición: El proceso se repite, con la fuente de luz curando cada capa subsiguiente y fusionándola con la siguiente hasta que toda la pieza está completa.
5. Postprocesamiento: Una vez finalizada la impresión, la pieza se retira del tanque, goteando el exceso de resina. Debe lavarse químicamente (normalmente con alcohol isopropílico) y luego curarse completamente en una cámara UV para alcanzar su estado final. propiedades materiales.

Tecnologías clave dentro de VPP

• Estereolitografía (SLA): Esta es la tecnología VPP original. Utiliza un único rayo láser UV, dirigido por espejos (galvanómetros), para trazar la geometría de cada capa. Es increíblemente preciso, pero puede ser más lento, ya que el láser tiene que dibujar cada línea.
• Procesamiento de luz digital (DLP): En lugar de un láser, la tecnología DLP utiliza un proyector digital para proyectar una imagen de toda la capa a la vez, como una diapositiva en una presentación. Esto es mucho más rápido que la SLA, especialmente para piezas grandes y sólidas, ya que la complejidad de la capa no afecta el tiempo de curado.
• SLA enmascarado (MSLA o LCD): Esta es la tecnología que popularizó la impresión con resina de alta resolución. Utiliza una potente matriz de LED UV como retroiluminación, que queda oculta por una pantalla LCD que muestra la forma de la capa. La pantalla LCD actúa como una plantilla, permitiendo que la luz pase únicamente por donde debe ir la pieza. Es rentable y muy rápida.

Materiales, ventajas, desventajas y aplicaciones

• Materiales: Resinas fotopoliméricas líquidas. Existen en una amplia variedad, incluyendo resinas estándar, resinas resistentes y duraderas (similares al ABS), resinas flexibles (similares al caucho) y resinas moldeables para joyería.
• Ventajas: Detalle y precisión inigualables; acabado de superficie increíblemente suave; ideal para geometrías complejas e intrincadas.
• Desventajas:  Las piezas pueden ser frágiles, requieren un posprocesamiento complicado (lavado y curado) y las propiedades del material pueden degradarse con la exposición prolongada a los rayos UV.
• Mejores aplicaciones: Prototipado de alta fidelidad, modelos dentales y médicos, patrones de fundición de joyas, miniaturas de mesa y cualquier aplicación donde las características finas sean la máxima prioridad.

Extrusión de materiales (MEX): construcción con filamentos

Esta es, sin duda, la forma más común y reconocible de impresión 3D. Si has visto una impresora 3D de escritorio en la escuela, la biblioteca o el taller de un amigo, es casi seguro que utiliza extrusión de material.

El concepto central: una pistola de pegamento caliente de alta tecnología

El principio de MEX es increíblemente simple. Una hebra larga y delgada de plástico sólido (un "filamento") se introduce desde una bobina en un cabezal de impresión calentado (un "extrusor"). El cabezal de impresión funde el plástico a un estado semilíquido y luego lo expulsa a través de una pequeña boquilla. La máquina mueve esta boquilla siguiendo una trayectoria precisa, depositando una fina gota de plástico fundido que se enfría y solidifica casi al instante. Este proceso se repite capa por capa, fusionándose cada nueva capa con la inferior.

El proceso paso a paso

1. Cargando: Se carga una bobina de filamento termoplástico en la impresora. El extremo del filamento se introduce en el extrusor.
2. Calefacción: El “extremo caliente” del extrusor se calienta hasta la temperatura de fusión específica del plástico que se está utilizando (por ejemplo, ~210 °C para PLA, ~245 °C para ABS).
3. Extrusión: El sistema de pórtico de la máquina mueve el cabezal de impresión a lo largo de los ejes X e Y mientras el extrusor empuja el filamento a través de la boquilla caliente, depositando la primera capa sobre una placa de construcción.
4. Layering: Una vez que se completa la capa, la placa de construcción se mueve hacia abajo (o el pórtico se mueve hacia arriba) a lo largo del eje Z una altura de capa.
5. Repetición: El proceso se repite hasta que se hayan apilado cientos o miles de capas para formar el objeto final.

Tecnologías clave dentro de MEX

• Modelado de deposición fundida (FDM): Este es el término registrado por Stratasys, la empresa que inventó la tecnología en la década de 1980. A menudo se utiliza para referirse a máquinas MEX de grado industrial.
• Fabricación de filamentos fundidos (FFF): Cuando las patentes de FDM comenzaron a expirar en la década del 2000, el movimiento RepRap de código abierto adoptó el término FFF para describir el mismo proceso. Hoy en día, «FFF» se usa generalmente para impresoras de escritorio y de consumo profesional, mientras que «FDM» suele asociarse con los sistemas industriales de alta gama, pero funcionalmente son el mismo proceso.

Materiales, ventajas, desventajas y aplicaciones

• Materiales: Una amplia y creciente biblioteca de filamentos termoplásticos. Esta es una de las principales fortalezas de MEX. Los materiales más comunes incluyen PLA (fácil de imprimir, biodegradable), ABS (fuerte y resistente a la temperatura), PETG (duradero y apto para uso alimentario) y TPU (flexible). Industrial Las máquinas pueden imprimir con ingeniería de alto rendimiento polímeros como PEEK, PEKK y Ultem, que tienen una resistencia increíble y resistencia química.
• Ventajas: Costo de entrada muy bajo; amplia gama de materiales con propiedades diversas; las máquinas son simples, confiables y fáciles de operar; produce piezas fuertes y funcionales.
• Desventajas:  Siempre hay líneas de capa visibles, lo que da como resultado un acabado de superficie más rugoso; menor resolución y precisión dimensional en comparación con VPP; la resistencia de la pieza es anisotrópica (más débil en el eje Z, entre capas).
• Mejores aplicaciones: Prototipado rápido, ayudas de fabricación (plantillas, accesorios y herramientas), modelos arquitectónicos, piezas funcionales de uso final que no requieren un acabado de superficie perfecto y proyectos de aficionados.

En el primero parte de nuestra guíaExploramos las tecnologías fundamentales de la impresión 3D: el curado de resinas líquidas con luz (fotopolimerización en cuba) y la extrusión de filamentos fundidos (extrusión de materiales). Ahora, nos alejamos de los líquidos y las hebras para adentrarnos en el mundo de los polvos. Las dos siguientes familias, la fusión de lecho de polvo y la inyección de aglutinante, son las herramientas fundamentales de la impresión 3D industrial, capaces de crear desde complejos prototipos de nailon hasta componentes de titanio listos para volar.

Fusión de lecho de polvo (PBF): fusión de polvos con láseres y rayos

Si la extrusión de material es la más común La fusión de lecho de polvo es posiblemente la forma más eficaz de impresión 3D. transformador Para aplicaciones profesionales. Esta familia de tecnologías permite crear piezas altamente complejas y sin soporte a partir de componentes robustos. plásticos de ingeniería y metales de alto rendimiento.

El concepto central: soldadura de precisión de alta energía

Imagine una cámara de construcción llena de un lecho de polvo microscópico, perfectamente liso y plano, ya sea de polímero o de metal. Una potente fuente de energía, ya sea un láser o un haz de electrones, se dirige entonces sobre el lecho de polvo con precisión milimétrica. Esta energía escanea selectivamente la forma de la primera capa de la pieza, fundiendo o sinterizando las partículas de polvo y fusionándolas en una masa sólida. A continuación, el lecho desciende ligeramente, se aplica una nueva capa de polvo sobre la superficie y el proceso se repite, construyendo el objeto capa a capa dentro del lecho de polvo.

Una ventaja clave de este método es que el polvo circundante, sin fundir, actúa como una estructura de soporte natural. Esto permite la creación de geometrías increíblemente complejas y de forma libre, así como piezas entrelazadas que serían imposibles de producir con VPP o MEX sin una densa red de estructuras de soporte que posteriormente habría que retirar.

El proceso paso a paso

1. Preparación: La cámara de construcción se calienta a una temperatura justo por debajo de la fusión del material Esto reduce el estrés térmico y facilita que la fuente de energía fusione el polvo. Para metales reactivos como el titanio, la cámara también se llena con un gas inerte (como el argón) para evitar la oxidación.
2. Deposición de polvo: Una cuchilla o rodillo de recubrimiento barre una capa fina y precisa de polvo desde un depósito hacia la plataforma de construcción.
3. Fusionando La fuente de energía (láser o haz de electrones) escanea selectivamente la sección transversal de la pieza, fusionando las partículas de polvo en una capa sólida.
4. Encapotado: La plataforma de construcción desciende hasta la altura de una sola capa.
5. Repetición: El recubridor deposita una nueva capa de polvo y el proceso se repite hasta que las piezas estén completamente formadas, encerradas dentro del lecho de polvo.
6. Enfriamiento y fuga: Toda la cámara de construcción debe enfriarse lentamente (a veces durante varias horas) para evitar deformaciones. Una vez fría, se retira la plataforma de construcción y las piezas se extraen de la masa de polvo circundante mediante un proceso denominado "desmontaje".
7. Postprocesamiento: Las piezas se limpian del exceso de polvo (que suele reciclarse) con cepillos y aire comprimido o granallado. Las piezas metálicas suelen permanecer adheridas a la placa de impresión y deben cortarse, pudiendo requerir tratamiento térmico o acabado superficial adicional.

Tecnologías clave dentro de PBF

• Sinterización por láser selectiva (SLS): Este es el principal proceso PBF para plásticos. Utiliza un láser de CO2 para sinterizar (calentar partículas hasta que sus superficies se unan sin fundirse completamente) polvos de polímero, generalmente nailon (PA11, PA12). RMUtilizamos SLS para producir prototipos duraderos y funcionales y piezas de uso final, como carcasas y conjuntos a presión, que tienen propiedades similares a las piezas moldeadas por inyección.
• Sinterización directa de metales por láser (DMLS) / Fusión selectiva por láser (SLM): Estos dos términos describen el proceso para metales y suelen usarse indistintamente, aunque existe una sutil diferencia técnica. Ambos utilizan un láser de fibra de alta potencia para fusionar polvos metálicos. El DMLS sinteriza técnicamente las partículas, mientras que el SLM las funde completamente en un baño líquido homogéneo. En la práctica, las máquinas modernas logran una fusión completa, creando piezas con densidades superiores al 99.9 %. Esta tecnología supone un cambio radical en la creación de piezas metálicas ligeras y optimizadas para la industria aeroespacial, implantes médicos y aplicaciones automotrices de alto rendimiento.
• Fusión por haz de electrones (EBM): Inventado por Arcam (ahora parte de GE Additive), el EBM utiliza un haz de electrones en lugar de un láser. Esto presenta varias diferencias clave: el proceso debe realizarse en vacío y opera a temperaturas mucho más altas. El resultado son piezas metálicas prácticamente libres de las tensiones internas presentes en las piezas DMLS/SLM, lo que lo hace ideal para componentes de titanio de grado médico y aeroespaciales.

Materiales, ventajas, desventajas y aplicaciones

• Materiales: Una amplia gama de materiales de ingeniería. Para plásticos: principalmente nailon (PA11, PA12), a menudo relleno de fibra de vidrio o carbono para mayor resistencia. Para metales: aleaciones de aluminio. Aceros inoxidables, Aleaciones de titanio, Inconel (una superaleación) y cromo-cobalto.
• Ventajas: Excelentes propiedades mecánicas; capacidad de crear geometrías altamente complejas y sin soporte; alta productividad, ya que toda el área de construcción se puede rellenar con piezas (“anidamiento”).
• Desventajas:  Costos elevados de máquinas y materiales; acabado superficial más rugoso que el VPP; se requiere un largo tiempo de posprocesamiento y enfriamiento.
• Mejores aplicaciones: Prototipos funcionales, conductos complejos, plantillas y accesorios, implantes médicos, soportes aeroespaciales livianos y producción de bajo volumen de piezas complejas para uso final.

Inyección de aglutinante (BJT): polvos adhesivos para producción en masa

La inyección de aglutinante funciona con un principio similar al PBF (construcción de piezas dentro de un lecho de polvo), pero utiliza un mecanismo de fusión completamente diferente. En lugar de calor, la inyección de aglutinante utiliza un agente aglutinante líquido, esencialmente un pegamento de alta tecnología, para unir las partículas de polvo. Esta distinción es clave para comprender por qué la BJT está a punto de convertirse en una verdadera tecnología de producción en masa.

El concepto central: una impresora de inyección de tinta 3D para polvos

Imagine reemplazar el papel en una impresora de inyección de tinta 2D con una capa de polvo ultrafino de metal o arena. Un cabezal de impresión industrial, muy similar a un cabezal de inyección de tinta, barre la capa de polvo, depositando selectivamente microgotas de un aglutinante líquido sobre las áreas que formarán la pieza. El aglutinante absorbe el polvo, uniendo las partículas. La capa desciende, se extiende una nueva capa de polvo y el proceso se repite.

Las piezas producidas en esta etapa se encuentran en un estado frágil, en estado "verde". Tienen la forma del objeto final, pero se mantienen unidas únicamente por el aglutinante. Deben someterse a un importante proceso de postprocesamiento (sinterización) para convertirse en piezas resistentes y funcionales.

El proceso paso a paso

1. Deposición de polvo: Un rodillo de recubrimiento extiende una fina capa de polvo sobre la plataforma de construcción.
2. Deposición de aglutinante: Un cabezal de impresión tipo inyección de tinta se mueve sobre el lecho, depositando con precisión gotas del agente aglutinante para formar la capa.
3. Layering: La plataforma de construcción baja y se aplica una nueva capa de polvo.
4. Repetición: El proceso continúa hasta que las piezas están terminadas, envueltas en polvo no unido.
5. Desempolvado: Las partes “verdes” se extraen cuidadosamente del lecho de polvo.
6. Sinterización: Este es el paso crucial. Las piezas verdes se colocan en un horno de alta temperatura. El aglutinante se quema y las partículas de polvo se calientan justo por debajo de su punto de fusión, lo que provoca su fusión en un objeto denso y sólido. Durante este proceso, las piezas se encogen de forma significativa y predecible.

Materiales, ventajas, desventajas y aplicaciones

• Materiales: Metales (Acero Inoxidable es muy común), arena (para crear moldes de fundición) y cerámica.
• Ventajas: Proceso de impresión extremadamente rápido (sin calor involucrado); menor costo en comparación con PBF; capaz de producción de gran volumen, compitiendo con métodos tradicionales como Metal Moldeo por inyección (MIM).
• Desventajas:  Requiere un flujo de trabajo de posprocesamiento significativo de varios pasos; las piezas finales tienen menor densidad y propiedades mecánicas que las piezas PBF; gestionar la contracción de las piezas durante la sinterización puede ser complejo.
• Mejores aplicaciones: Producción de alto volumen de piezas metálicas pequeñas y complejas; creación de moldes de arena y núcleos de gran tamaño para la industria de la fundición; herrajes decorativos y productos de consumo.

En las dos primeras partes de nuestra guía definitiva, hemos recorrido las tecnologías clave que definen la impresión 3D moderna. Comenzamos con la precisión de las resinas fotopolimerizables (fotopolimerización en cuba) y la ubicuidad de la impresión basada en filamentos (extrusión de materiales). Después, profundizamos en las grandes empresas industriales que fabrican piezas a partir de lechos de polvo: la alta resistencia de la fusión de lechos de polvo y el potencial de producción en masa de la inyección de aglutinante.

Ahora, completamos nuestra exploración examinando las tres últimas categorías oficiales. Estas suelen ser tecnologías más especializadas, cada una de las cuales resuelve desafíos de ingeniería únicos, desde la creación de modelos hiperrealistas a todo color hasta la reparación de componentes aeroespaciales multimillonarios.

Inyección de material (MJT): la máquina de creación de prototipos ultrarrealistas

La inyección de material es a la impresión 3D lo que una impresora de inyección de tinta a color de alta gama es a la impresión 2D. Es una tecnología diseñada con un propósito principal: producir piezas con un realismo visual impresionante, detalles ultrafinos y un acabado superficial excepcionalmente suave. Además, es la única tecnología que permite imprimir fácilmente con múltiples materiales y una gama completa de colores en una sola pieza.

El concepto central: gotas inyectadas y curado instantáneo

Imagine un cabezal de impresión industrial con cientos de boquillas diminutas, similar a una impresora 2D. En lugar de tinta, este cabezal inyecta gotitas microscópicas de un fotopolímero líquido (una resina fotosensible) sobre una plataforma de impresión. A medida que estas gotitas se depositan, una fuente de luz ultravioleta, integrada en el conjunto del cabezal, pasa sobre ellas y las cura instantáneamente, convirtiendo el líquido en una capa de plástico sólido.

El proceso se repite, construyendo el objeto con una finísima capa de gotas curadas a la vez. La verdadera magia de MJT reside en su capacidad para usar múltiples cabezales de impresión, cada uno inyectando un material diferente. Esto le permite depositar diferentes resinas base (por ejemplo, un material rígido opaco y un material flexible transparente) en puntos específicos dentro de la misma capa. Al mezclar estas gotas antes del curado, la máquina puede crear "materiales digitales" con un espectro de propiedades intermedias, como diferentes tonos de color, gradientes de transparencia o diferentes valores de dureza Shore, todo dentro de una sola pieza monolítica.

El proceso paso a paso

1. Preparación de archivos: Se prepara un modelo 3D, asignando materiales o colores específicos a diferentes cuerpos o caras dentro del archivo CAD.
2. Inyección y curado de materiales: El conjunto del cabezal de impresión se desplaza a través de la plataforma de construcción, expulsando gotas de fotopolímero según las instrucciones del archivo digital.
3. Solidificación instantánea: La lámpara UV integrada cura el material proyectado casi instantáneamente.
4. Layering: La plataforma de construcción desciende y el proceso se repite para la siguiente capa.
5. Generación de apoyo: Dado que las piezas se fabrican a partir de un líquido, la MJT requiere una estructura de soporte. Esta suele ser un material gelatinoso y soluble que se inyecta junto con el material del modelo principal y se elimina fácilmente durante el posprocesamiento.
6. Eliminación de soporte: Una vez finalizada la impresión, la pieza se coloca en una estación de limpieza donde se elimina el material de soporte gelatinoso con chorro de agua o disolviéndolo en una solución, dejando una superficie perfectamente lisa.

Materiales, ventajas, desventajas y aplicaciones

• Materiales: Una amplia variedad de fotopolímeros curables por UV (resinas acrílicas). Están formulados para imitar diferentes plásticos de ingeniería (p. ej., similares al ABS o al polipropileno) y elastómeros (similares al caucho), y están disponibles en una amplia gama de colores y transparencias.
• Ventajas: Acabado superficial y realismo inigualables; capacidad de imprimir a todo color y con múltiples materiales; precisión dimensional extremadamente alta; fácil extracción del soporte.
• Desventajas:  Las piezas suelen ser frágiles y tienen propiedades mecánicas inferiores a las fabricadas con PBF o MEX; los materiales pueden ser sensibles a la luz ultravioleta y pueden degradarse con el tiempo; el coste de la máquina y del material es elevado.
• Mejores aplicaciones: Modelos de apariencia ultrarrealista para productos de consumo; modelos anatómicos para planificación quirúrgica; plantillas y accesorios que requieren superficies suaves al tacto; modelos de bajo rendimiento. moldes de inyección para prototipos.

Deposición de Energía Dirigida (DED): Aditivo para Reparación y Grandes Estructuras

La deposición de energía dirigida (DED) es un enfoque fundamentalmente diferente a la fabricación aditiva. Mientras que las tecnologías anteriores fabrican piezas desde cero dentro de un volumen de construcción contenido, la DED es un proceso "al aire libre" que se utiliza a menudo para... add Material para componentes existentes o para construir estructuras de gran tamaño. Piénselo menos como una impresora y más como un proceso de soldadura o revestimiento de alta precisión controlado por robots.

El concepto central: fusión del material en el punto de deposición

En un sistema DED, un brazo robótico multieje dirige una boquilla hacia una superficie objetivo. Esta boquilla deposita simultáneamente un chorro de material (ya sea polvo metálico o alambre) y dirige una potente fuente de energía (normalmente un láser, un haz de electrones o un arco de plasma) hacia el mismo punto. La fuente de energía crea un pequeño charco de material fundido en la superficie objetivo, y la materia prima se introduce en este charco, fundiéndose y fusionándose con el sustrato. El brazo robótico se mueve a lo largo de una trayectoria programada, formando una esfera de material. Al superponer estas esferas, puede crear formas complejas, añadir características o reparar superficies desgastadas.

Debido a que el proceso no se limita a un lecho de polvo, las máquinas DED pueden crear piezas muy grandes, limitadas únicamente por el alcance del brazo robótico.

Materiales, ventajas, desventajas y aplicaciones

• Materiales: Casi exclusivamente metales, a menudo en forma de alambre o polvo. Entre los materiales comunes se incluyen aleaciones de titanio, Inconel, aceros inoxidables y diversos aceros para herramientas.
• Ventajas: Puede crear piezas muy grandes; altas tasas de deposición de material; excelente para reparar o agregar características a piezas existentes de alto valor; puede crear materiales funcionalmente graduados cambiando la materia prima a mitad del proceso.
• Desventajas:  Resolución muy baja y acabado superficial deficiente, que casi siempre requiere un mecanizado posterior significativo; alto costo de equipo de capital; el control del proceso puede ser complejo.
• Mejores aplicaciones: At RMReconocemos el poder del DED para aplicaciones de alto valor como la reparación de álabes de turbinas desgastados para la industria aeroespacial, agregando Características personalizadas para grandes piezas de metal. Forjados y fabricación de componentes estructurales a gran escala para defensa y uso marítimo.

7. Laminación de láminas (SHL): La tecnología de nicho de las capas

La laminación de láminas es una de las formas más antiguas y menos comunes de fabricación aditiva (FA). Se trata de una familia de procesos que construyen objetos mediante el apilamiento, la unión y el corte de láminas delgadas de material. Si bien tiene aplicaciones específicas, presenta limitaciones en cuanto a geometría y Las propiedades del material significan No se utiliza mucho para piezas funcionales.

El concepto central: apilar y cortar hojas

El proceso comienza con un rollo o lámina de material (papel, plástico o lámina metálica). Esta lámina se coloca sobre la plataforma de construcción y se adhiere a la capa inferior mediante un adhesivo o, en sistemas más avanzados, energía ultrasónica. Una vez adherida, Un láser o una cuchilla física corta El contorno de la pieza para esa capa específica. El material de desecho permanece en su lugar para servir de estructura de soporte. La plataforma desciende, se introduce y se une una nueva lámina, y el proceso se repite. Una vez finalizada la construcción, la pieza se encierra en un bloque de material laminado y troceado, y debe excavarse.

Una forma moderna y más avanzada es Fabricación aditiva ultrasónica (UAM), que utiliza vibraciones ultrasónicas para crear una unión metalúrgica de estado sólido entre capas de lámina metálica, sin generar calor significativo. Este proceso de baja temperatura permite la integración de componentes electrónicos y sensores directamente en piezas metálicas sólidas.

Materiales, ventajas, desventajas y aplicaciones

• Materiales: Papel, plásticos y láminas metálicas (aluminio, cobre, titanio).
• Ventajas: Muy rápido para objetos grandes y voluminosos; bajo costo de material (para sistemas basados ​​en papel); UAM puede integrar dispositivos electrónicos y unir metales diferentes.
• Desventajas:  Proceso muy derrochador; complejidad geométrica limitada (sin huecos internos); las piezas finales pueden ser propensas a la delaminación; acabado superficial deficiente.
• Mejores aplicaciones: Modelos conceptuales de bajo costo en etapas iniciales (especialmente con papel); creación de piezas con sensores o componentes electrónicos integrados (UAM); producción de compuestos de matriz metálica personalizados.

Tomar la decisión: un resumen de las tecnologías de las 7 AM

Elegir el aditivo adecuado El proceso de fabricación es una ingeniería crítica Una decisión que depende completamente de los requisitos de velocidad, costo, propiedades del material y complejidad geométrica de su aplicación. Como hemos visto, no existe un único método "mejor", solo la herramienta adecuada para cada tarea.

El equipo de RM (Fabricación rápida) Experimentamos estas ventajas y desventajas a diario, guiando a nuestros clientes hacia la solución óptima. Para simplificar su decisión, aquí tiene un resumen de las siete tecnologías oficiales:

Preguntas frecuentes sobre lubricadores de fleje y rodillos

P1: ¿Cuántos tipos de fabricación aditiva existen?

Según la norma oficial ISO/ASTM 52900, existen siete manos tipos o familias de fabricación aditiva Procesos. Si bien existen docenas de marcas de máquinas y nombres de procesos registrados (como FDM®, SLA®, DMLS®), todos se clasifican en una de estas siete categorías principales según su principio de funcionamiento fundamental.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre la fabricación aditiva y la impresión 3D?

A efectos prácticos, los términos «fabricación aditiva» e «impresión 3D» se utilizan indistintamente. «Impresión 3D» es el término más popular y ampliamente comprendido, especialmente en el contexto del consumidor. «Fabricación aditiva» es el término industrial más formal que enfatiza el uso de la tecnología en entornos de producción profesionales, distinguiéndola de la fabricación «sustractiva» tradicional (como Mecanizado CNC) o fabricación “formativa” (como el moldeo por inyección).

P3: ¿Cuáles son los 8 pasos de un flujo de trabajo de fabricación aditiva típico?

Si bien cada una de las siete tecnologías tiene sus propios matices, el flujo de trabajo general desde la idea hasta la pieza se puede dividir en ocho pasos clave:

1. Modelado 3D (CAD): Cree un diseño digital 3D utilizando software CAD.
2. Exportación de archivos (STL/3MF): Convierta el modelo CAD en un formato de archivo imprimible como STL o 3MF.
3. Rebanar: Utilice un software de corte para cortar digitalmente el modelo en capas horizontales delgadas y generar el Instrucciones de código G para la máquina.
4. Configuración de la máquina: preparar la fabricación aditiva máquina cargando el material, limpiando la plataforma de construcción y realizando calibraciones.
5. El proceso de construcción: La máquina construye la pieza capa por capa, un proceso automatizado que puede llevar horas o incluso días.
6. Eliminación de piezas: Retire con cuidado la(s) pieza(s) terminada(s) de la máquina. Esto puede implicar dejar enfriar la cámara o separar la pieza de la placa de impresión.
7. Postprocesamiento: Esta es una etapa crucial que incluye la eliminación del soporte, la limpieza (por ejemplo, la eliminación del exceso de polvo) y el curado (por ejemplo, el poscurado UV para resinas).
8. Acabado/Inspección (opcional): La pieza puede sufrir pasos adicionales como lijado, pulido, pintura o tratamiento térmico, seguidos de una inspección de calidad para garantizar que cumple con las especificaciones.

Referencias

1. ISO/ASTM Internacional. (2021). ISO/ASTM 52900:2021: Fabricación aditiva — Principios generales — Fundamentos y vocabulario. https://www.astm.org/standards/iso-astm52900
2. Gibson, I., Rosen, D. W. y Stucker, B. (2015). Tecnologías de fabricación aditiva: impresión 3D, creación rápida de prototipos y fabricación digital directa (2ª ed.). Springer. https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4939-2113-3
3. Wohlers Asociados. (2023). Informe Wohlers 2023: Situación actual de la industria de la fabricación aditiva y la impresión 3D. https://wohlersassociates.com/product/2023-wohlers-report/

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