Fabricación aditiva: Lo que hay que saber
Descripción
La fabricación aditiva, conocida como impresión 3D, construye componentes complejos capa a capa, ofreciendo precisión, eficiencia y versatilidad en el uso de materiales.
Contenido
La fabricaciónaditiva, también conocida como impresión 3D, está revolucionando industrias que van desde la aeroespacial y la automovilística hasta el sector sanitario. La fabricación aditiva proporciona la capacidad de producir piezas intrincadas directamente a partir de modelos digitales en capas sucesivas de material. A diferencia del proceso de fabricación tradicional, que elimina material de los bloques o moldes más grandes, la fabricación aditiva crea diseños más intrincados con menos pérdida de material y un tiempo de producción mucho menor.
Las principales técnicas de fabricación aditiva son la fusión de lechos de polvo, la deposición directa de energía, la extrusión de material, la inyección de aglutinante y la estereolitografía. La fusión de lechos de polvo, especialmente más aplicable en la industria de las empresas que requieren componentes metálicos de alto rendimiento, se basa sobre todo en polvos metálicos esféricos. Las características muy específicas de los polvos, como la distribución del tamaño de las partículas, la fluidez y la pureza, influyen directamente en la calidad y el rendimiento del artículo impreso final.
Polvos metálicos esféricos
Lospolvos metálicos esféricos son necesarios en procesos de fabricación aditiva como la fusión selectiva por láser (SLM) y la fusión por haz de electrones (EBM). Su forma esférica permite un flujo sin obstáculos y una deposición uniforme de las capas necesarias para conseguir piezas uniformes y sin defectos. La atomización con gas, la atomización con plasma o el proceso de electrodo giratorio de plasma generan principalmente estos polvos. Todos estos procesos generan polvos con diferentes características para ser empleados en determinadas aplicaciones.
Las aleaciones de titanio, las aleaciones de aluminio, los aceros inoxidables, las aleaciones de cobalto-cromo y las superaleaciones con base de níquel son materiales de uso común en la fabricación aditiva. El titanio y las aleaciones de cromo-cobalto tienen amplias aplicaciones en implantes médicos debido a su biocompatibilidad y resistencia, mientras que las superaleaciones con base de níquel tienen amplias aplicaciones en piezas aeroespaciales debido a su alta resistencia al calor.
Tabla comparativa de materiales para la fabricación aditiva
Elegir el material adecuado es esencial para el éxito de la fabricación aditiva. A continuación se muestra una tabla comparativa en la que se destacan las propiedades clave y las aplicaciones típicas de los metales más utilizados en la fabricación aditiva:
|
Tipo de material |
Resistencia |
Resistencia a la corrosión |
Peso |
Aplicaciones |
|
Aleaciones de titanio |
Alto |
Excelente |
Ligero |
Aeroespacial, implantes médicos |
|
Aleaciones de aluminio |
Moderado |
Bueno |
Muy ligeras |
Automoción, aeroespacial |
|
Aceros inoxidables |
Alto |
Excelente |
Pesado |
Herramientas, Automoción, Industrial |
|
Aleaciones Cobalto-Cromo |
Muy alto |
Excelente |
Pesado |
Medicina, implantes dentales |
|
Superaleaciones a base de níquel |
Muy alto |
Bueno |
Pesado |
Aeroespacial, turbinas de gas |
Esta tabla ayuda a ingenieros y diseñadores a seleccionar materiales acordes con los requisitos específicos de cada aplicación, equilibrando propiedades como la fuerza, la resistencia a la corrosión, el peso y las necesidades específicas del sector. Para más información, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).
La fabricación aditiva ofrece importantes ventajas, como la creación rápida de prototipos, la personalización masiva y la reducción del plazo de comercialización. Las industrias confían cada vez más en estas tecnologías para producir piezas que antes eran imposibles o económicamente inviables por medios convencionales.
Preguntas más frecuentes
Preguntas más frecuentes
¿Qué sectores se benefician más de la fabricación aditiva?
Los sectores aeroespacial, de automoción, médico, dental y de defensa son los más favorecidos por la fabricación aditiva debido a su capacidad para crear fácilmente piezas complejas y personalizadas.
¿Por qué se utilizan polvos metálicos esféricos en lugar de otros en la fabricación aditiva?
Los polvos metálicos esféricos tienen mejor fluidez y densidad de empaquetamiento, lo que garantiza una estratificación uniforme y mejores propiedades mecánicas en los productos finales.
¿Cuáles son los problemas habituales de la fabricación aditiva?
Los problemas habituales son la selección de materiales, la calidad de impresión uniforme, los requisitos de postprocesado y la reproducibilidad de diseños complejos.
¿Es la fabricación aditiva más rentable que los métodos tradicionales?
Es probable que la fabricación aditiva sea más favorable económicamente para la producción de bajo volumen, piezas personalizadas y geometrías complejas, pero potencialmente menos económica para la producción en masa de piezas de stock.
¿Puede utilizarse la fabricación aditiva para la producción de grandes volúmenes?
Mientras que la fabricación aditiva es fuerte en la creación de prototipos y la producción a pequeña y mediana escala, las innovaciones recientes han ampliado sus fronteras para permitir la producción a mayor escala, sujeta a la complejidad de la pieza y la selección de materiales.
