La impresión 3D destaca por su versatilidad en cuanto a materiales. En nuestro blog hemos hablado de la impresión en PLA o PETG o materiales más profesionales como ASA, TPU o filamentos reforzados con grafeno. Esta vez, hablaremos sobre otra revolución en la fabricación industrial, la impresión 3D con metal gracias a tecnologías como SLM, FDM o MBJ. Estas tecnologías se encuentran cada vez más en la industria para multitud de aplicaciones. Sigue leyendo para conocer todo sobre la impresora 3D de metal.
Ventajas de impresión en metal
- Libertad de diseño. Esta tecnología da libertad de diseño de los ingenieros. Al contar con prototipado rápido, los diseñadores pueden realizar cambios en los diseños sin que suponga un gasto importante. Además, la impresión en metal permite crear piezas dentro de otras. De esta forma, los ingenieros pueden diseñar un conjunto de piezas complejo en solo una impresión.
- Reducción de plazos de entrega: Desde el modelo 3D de la pieza hasta la entrega de las primeas piezas se requiere de unos días a 2 semanas para su fabricación.
- Eficiencia de fabricación. A diferencia del mecanizado, con estas tecnologías, se utiliza el material donde se necesita, por lo que se ahorra en metal y se reducen los post-procesos y operaciones posteriores.
- Ahorro en utillaje: Esta tecnología ahorra costes en utillaje, ya que se fabrica directamente en la impresora 3D de metal sin necesidad de otras herramientas.
- Reducción de costes. En la fabricación de componentes complejos se obtienen grandes reducciones de costes al evitar utillajes y programaciones complejas, que son requeridos en métodos tradicionales, como puede ser el mecanizado o la fundición.
- Utilidad en distintos campos. La impresión en metal está siendo muy popular en campos como el aeroespacial, médico o el automotriz. Esto se debe a que con el mismo equipamiento, sin cambios de configuración se pueden fabricar piezas metálicas con formas muy complejas y diversas.
- Versatilidad de metales: Se puede imprimir en metales como aluminio, acero, titanio, cromo cobalto, aleaciones de níquel, aleaciones de cobre…
Tecnologías de impresión en metal
Existen múltiples tecnologías de impresión 3D en metal. Cada una tendrá trabajará con unos tipos de metales específicos y tendrán un coste y eficiencia diferentes.
SLM o Fusión Selectiva por Láser (Selective Laser Melting)
Es una de las tecnologías de impresión en metal más conocidas. Consiste en la superposición iterativa de capas de polvo metálico sobre una mesa. Posteriormente, se procede a la fusión de las capas por medio de un láser. La suma de secciones fabrica una pieza de gran densidad del metal en cuestión. Para la fabricación de las piezas se generan estructuras de soporte que se retirarán posteriormente.
En SLM son necesarios diferentes post-procesos en función de los requisitos de la pieza, pero siempre hay algunos que son imprescindibles:
- Separación de placa. Las piezas están fundidas sobre la placa, por lo que es necesario separarlas. Puede ser mediante rotura manual de soportes, o mediante corte por sierra o corte por erosión por hilo.
- Procesos manuales de retirada de soporte y pulido.
- Chorreado abrasivo superficial para eliminación de polvo adherido y homogeneización de la superficie.
En función del metal a fundir, es necesario una alivio de tensiones para evitar deformaciones y en otros casos tratamiento de envejecido o precipitado para conseguir la dureza o propiedades mecánicas mejoradas. Adicionalmente, la pieza se suele decir que es una pieza de fundición a la cera perdida pero con buenas tolerancias, pero según los requisitos es necesario procesos de reducción de rugosidad superficial, mecanizados para mejorar tolerancias, etc.
Las ventajas de la impresión 3D con metal con SLM son:
- Amplia gama de materiales válidos de impresión: aluminio, titanio, hierro, cobalto, …
- Permite fabricar geometrías complejas.
- Las piezas resultantes tienen excelentes propiedades mecánicas.
- Admite lotes medio-bajos (desde 1 unidad)
Los inconvenientes son:
- Puede ser menos económica que el resto de tecnologías, especialmente si las piezas no están optimizadas para este proceso
- Acabado rugoso, aunque se le puede aplicar un post-procesado para mejorar el acabado
- Está limitada a piezas de tamaño pequeño. En la actualidad la mayoría de máquinas fabrican hasta 250x250x300mm de volumen, habiendo máquinas hasta 400x400x400mm.
FDM (Modelado por deposición fundida)
La tecnología de impresión 3D por excelencia. El FDM es un método de fabricación aditiva que se basa en la creación de formas por superposición de capas. En este caso, para la fabricación de metal, se utiliza un filamento de plástico combinado con polvo de metal. En un post-procesado, el plástico será eliminado para obtener una pieza con una proporción de hasta 97% de metal.
La ventaja de esta tecnología es principalmente su diferencia económica ya que los filamentos con polvos de metal se pueden utilizar en una amplia gama de impresoras 3D.
Por otro lado, los inconvenientes son:
- Alta porosidad de las piezas
- Necesidad de utilizar un extrusor de acero endurecido debido a la abrasividad de los filamentos metálicos.
- Tras el post-procesado, las piezas pueden perder hasta un tercio de su volumen
MBJ o Inyección de Aglutinante (Metal Binder Jetting)
Se trata de una tecnología de fusión en polvo. ¿Cómo funciona? Se pulveriza un aglutinante líquido sobre un lecho de polvo que se solidifica en su sección transversal. En otras palabras, la impresora distribuye una capa de polvo de metal y posteriormente, con un cabezal de inyección se deposita un aglutinante líquido que crea la geometría de la pieza capa por capa.
Las ventajas de esta tecnología son:
- Idónea para producción de lotes de piezas ya que este tipo de impresoras son de gran tamaño
- Es económica
- Se pueden crear formas complejas en un periodo corto de tiempo
- Buen acabado superficial
- Se les puede añadir un tintado para obtener piezas coloridas, de gran atractivo visual.
Los inconvenientes son:
- Propiedades mecánicas estándar, por lo que no se recomienda para piezas técnicas.
- Piezas con alto grado de porosidad.
- Esta tecnología requiere ciertos post-procesados costosos como eliminación de polvo, sinterizado o recocido para aumentar la resistencia de la pieza. Hay veces que el post-procesado requiere más tiempo que la propia impresión. No obstante, aún con el post-procesado, la resistencia de las piezas es menor que otras tecnologías.
Madit: Impresoras 3D de metal y más
Madit es una empresa vasca de impresión 3D de metal formada por apasionados de la vanguardia industrial y la innovación. Cuentan con una experiencia de 6 años en esta tecnología aplicada al sector aeronáutico. Además, disponen de gran conocimiento en diseño industrial y gestión productiva.
En Madit trabajan con tecnología SLM. Cuentan con las máquinas Renishaw AM 250 y Renishaw RenAM 500M. Cada máquina dedicada exclusivamente a un material: aluminio, acero inoxidable y acero duro. Esto les permite aumentar la productividad, controlar mejor el proceso y reducir los costes de fabricación.
El proceso de fabricación de Madit se divide en producción de piezas mediante tecnología SLM, la realización de post-procesados necesarios y la validación final. Madit apuesta por la industria 4.0 mediante esta impresión 3D de metal fabricando piezas de alta calidad con tecnología SLM.
Imprime en Abax
En Abax trabajamos codo con codo con Madit para ofrecer a nuestros clientes un servicio de impresión en metal de calidad. Esta tecnología promete ser un tipo de fabricación aditiva esencial en cualquier tipo de empresas. Por ello, Abax puede acompañarte en el uso de este tipo de impresión 3D. Si quieres imprimir tus piezas en metal, ponte en contacto con nuestro equipo haciendo clic en el siguiente enlace:
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