Tecnología de fabricación aditiva (AM)
La fabricación aditiva (AM) es una tecnología de fabricación que crea formas mediante la superposición de materiales. A diferencia de los procesos de mecanizado convencionales o del vertido de materiales en un molde, la fabricación aditiva permite crear formas mediante la deposición de capas únicamente de la cantidad necesaria de material en los lugares requeridos. Mediante la utilización de estos métodos, se amplía el grado de libertad en el diseño del producto, lo que abre nuevas posibilidades en la fabricación.
- Las formas complejas se pueden moldear en una sola pieza, lo que reduce significativamente el tiempo de ensamblaje.
- Minimizar el margen de acabado y crear un producto lo más cercano posible al producto terminado.
- Permite realizar prototipos y cambios de diseño de forma flexible sin necesidad de moldes.
- Maximice la eficiencia del uso del material aplicando solo la cantidad necesaria.
- Flexibilidad de diseño que supera los métodos convencionales, como la reducción de peso y la integración funcional.
Creciente demanda de tecnología de fabricación aditiva
En los últimos años, el interés por la fabricación aditiva ha crecido en todo el mundo. Diversos factores sustentan esta tendencia, transformando significativamente la naturaleza de la fabricación. Un factor clave es la capacidad de acortar drásticamente los procesos de desarrollo. Dado que los datos de diseño se pueden reflejar directamente en objetos físicos, los ciclos de creación de prototipos y revisión se pueden acelerar. Además, su capacidad para producir solo lo necesario, donde se necesita, reduce la carga de la gestión de inventarios, permite la producción local y brinda la oportunidad de replantear las cadenas de suministro tradicionales. Además, no se pueden pasar por alto los beneficios ambientales, como la minimización de los residuos materiales y el fomento de un uso eficiente de la energía. La combinación de estos múltiples valores posiciona a la fabricación aditiva como una tecnología crucial que respalda la industria manufacturera de la nueva era.
- ● |Reducción del plazo de entrega
- ● |Reducción de la carga de la gestión de inventario
- ● |Reducción de los residuos materiales
Deposición de metal por láser
La tecnología de deposición de metal por láser es un método de fabricación que funde y solidifica instantáneamente el polvo metálico mediante un láser. Permite un conformado de alta precisión y densidad, lo que lo hace adecuado para formas complejas, paredes delgadas y estructuras finas. Además, puede formar capas resistentes a la corrosión, al desgaste y al calor con un espesor submilimétrico sobre la superficie del material base, logrando una mayor adhesión en comparación con el recubrimiento o la proyección térmica. Se trata de una tecnología avanzada que permite rellenar únicamente las partes necesarias y resulta eficaz para reparaciones y modificaciones.
Fabricación aditiva por arco de alambre
La tecnología de fabricación aditiva por arco de alambre es un método de fabricación que funde y deposita alambre metálico mediante una descarga de arco. En comparación con el polvo, es más fácil de manipular y permite un suministro estable a bajo coste. Su alta velocidad de fabricación la hace ideal para producir piezas grandes y realizar reparaciones de reconstrucción. Las máquinas híbridas multitarea permiten el mecanizado durante el proceso de capas, lo que posibilita el perfeccionamiento de la forma de cada capa a medida que avanza la construcción. Este proceso elimina las impurezas e irregularidades de la superficie estratificada, mejorando significativamente la precisión de fabricación. En definitiva, esto da como resultado una reproducción de la forma más fiel y unas propiedades internas de alta calidad. En comparación con la deposición de metal por láser, ofrece una productividad y una rentabilidad superiores, por lo que se utiliza ampliamente en la fabricación de grandes componentes para aeronaves y maquinaria industrial.
Las diversas aplicaciones de la tecnología de fabricación aditiva
La fabricación aditiva es una tecnología flexible que puede utilizarse no solo para fabricar piezas nuevas, sino también para reparar piezas existentes y añadir funciones superficiales. Puede utilizarse para diversas aplicaciones, como la fabricación, la reparación y el recubrimiento, lo que aumenta considerablemente la productividad y el valor añadido en las plantas de fabricación.
Fabricación aditiva 3D
La fabricación aditiva directa permite obtener estructuras optimizadas, como formas huecas y topologías, que son difíciles de lograr con los procesos convencionales de mecanizado o fundición. Esto permite nuevos conceptos de diseño mediante la reducción de peso y la integración funcional.
Reparación de abrasión o piezas dañadas
Aplicando únicamente la cantidad necesaria de material en las zonas dañadas o con abrasión, es posible restaurar su forma original. Las piezas pueden reutilizarse, lo que reduce los costes y permite un uso eficaz de los recursos.
Un recubrimiento que aumenta la dureza y la abrasión por desgaste.
Al recubrir la superficie del material base con capas de aleaciones de alta dureza o materiales resistentes al desgaste y la abrasión, se puede prolongar significativamente la vida útil de las piezas. Esto resulta eficaz para piezas utilizadas en entornos hostiles, como herramientas y moldes. Al controlar el diámetro del haz láser, es posible ajustar el espesor del recubrimiento y la velocidad de procesamiento.
Deposición en capas de metales diferentes
Mediante la superposición de diferentes materiales metálicos, se pueden conferir múltiples propiedades, como resistencia al desgaste y a la corrosión, lo que aumenta drásticamente la libertad de diseño y permite la creación de piezas de material compuesto que no eran posibles con los métodos convencionales.
Ejemplos de integración de procesos mediante tecnología de fabricación aditiva
Recubrimiento AM como alternativa al galvanizado
Tradicionalmente, se aplicaba un recubrimiento para endurecer la superficie y aumentar la resistencia al desgaste, seguido de un rectificado para el acabado. Con la fabricación aditiva, la deposición de materiales resistentes al desgaste directamente sobre la superficie permite sustituir el recubrimiento. Combinado con el pulido de acabado tipo espejo, se logra de manera eficiente un tratamiento superficial altamente duradero y preciso.
Reduzca significativamente el tiempo de procesamiento y las emisiones de CO₂.
El proceso convencional duraba 12 días, pero con la introducción de la máquina de fabricación aditiva, se redujo a 1 día.
Plazo de entrega
reducción del 91 %
Las emisiones de CO2 procedentes de los procesos convencionales, de aproximadamente 50 kg, se redujeron a aproximadamente 30 kg con la introducción de las máquinas de fabricación aditiva.
emisiones de CO2
reducción del 40 %
Reparación de piezas mediante fabricación aditiva por arco de alambre
Resuelve problemas propios de la reparación manual (soldadura por acumulación, acabado), como operaciones prolongadas, inconsistencias en la calidad y cambios frecuentes de configuración entre los procesos de mecanizado. Logra la automatización de las reparaciones como solución a la escasez de mano de obra y a la herencia tecnológica.
| Pieza de trabajo | Cuchilla trituradora de la trituradora |
|---|---|
| Industria | Maquinaria general |
| Material | acero resistente al desgaste y a la abrasión |
| Tamaño de la pieza de trabajo | Φ500 mm × 80 mm |
Dureza (equivalente a HRC60)
B: Distancia desde el extremo de la muestra de ensayo (mm)
- Mecanizado
- Medición de piezas
- Simulación
Flujo de introducción de máquinas de fabricación aditiva
Mazak ofrece soporte integral desde la selección de la tecnología hasta la posventa.
- ● | Confirme la geometría de la pieza y su aplicación para evaluar su idoneidad para la fabricación aditiva.
- ● |Seleccione el proceso AM óptimo
- ● |Proponer especificaciones óptimas que incluyan el tamaño del modelo, la precisión y el equipo periférico.
- ● |Estimar y presentar los efectos de la mejora de costos, plazos de entrega y calidad
- ● |Verificar el rendimiento del conformado utilizando piezas de trabajo reales y probetas.
- ・|Configuración de condiciones: Optimizar los parámetros de conformado
- • Creación de muestras de ensayo y pruebas de resistencia: Evaluar las propiedades mecánicas
- •|Mecanizado simulado: Confirmación basada en el funcionamiento real previsto
- ●|Quotation
- • Proporcione un presupuesto que incluya maquinaria, equipos periféricos y puesta en marcha.
- ● |Entrega, instalación y confirmación del modelado de la máquina realizadas con supervisión in situ.
- ● |Establecer condiciones de producción locales e instalar máquinas
- ● |Capacitación para adquirir habilidades operativas y de mantenimiento
- ● |Soporte continuo para el análisis de datos operativos y la optimización de condiciones
- ● | Soporte en línea para asistencia operativa y resolución de problemas
- ● | Visitas in situ de técnicos cuando se producen problemas.
