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La innovación en tecnología de impresión 3D con metales

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La maquinaria y las tecnologías de la actualidad han logrado avanzar en niveles extraordinarios, especialmente si se comparan con los conocimientos de siglos pasados. Muestra de ello son las impresiones en 3D, especialmente las que utilizan metales como cromo cobalto, titanio, aluminio, acero, entre otros.

A principios de 1900 no se contaba con las herramientas, habilidades y escenarios apropiados para imaginar siquiera la existencia de este tipo de tecnología. Pero luego, en 1983, Chuck Hull creó la primera pieza impresa en 3D utilizando la técnica llamada esterelitografía y cambió para siempre la industria.

De qué trata realmente la impresión 3D

La impresión 3D es una técnica industrial que también se conoce por el nombre de fabricación aditiva. Se utiliza para crear componentes tridimensionales, utilizando como base modelos CAD en 2D.

En palabras más sencillas, se trata de una maquinaria que puede crear piezas físicas. Para lograrlo se imitan procesos biológicos de formación de materiales, añadiéndolos capa por capa hasta obtener la forma deseada.

Gracias a este tipo de sistemas se pueden crear nuevas figuras, moldes o estructuras únicas y funcionales utilizando menos materia prima de la que se podría requerir en los procesos tradicionales de fabricación.

Hoy en día existen muchísimas formas de lograr una impresión de este tipo: síntesis de polvos metálicos sobre sustrato, disposición por chorro de líquido aglutinante, entrada directa de energía e impresión por extrusión y mucho más.

Los usos y aplicaciones son tan variados que se pueden encontrar impresiones 3D de chocolate (muy populares en repostería) hasta recambios aeroespaciales para la NASA.

Algunos usos comunes son:

  • Diseño de joyería
  • Ingeniería
  • Fabricación de piezas para automóviles
  • Recambio y repuesto
  • Lentes o gafas
  • Piezas aeroespaciales
  • Vestuario y calzado moderno
  • Aparatos auditivos
  • Materiales y prótesis dentales o de ortodoncia
  • Prótesis
  • Arquitectura
  • Estructuras esculturales
  • Instrumentos musicales
  • Herramientas para investigaciones paleontológicas
  • Entre otros proyectos para el futuro.

Desde 1997 se han desarrollado y mejorado diferentes alternativas para lograr impresiones 3D con metales eficientes. A continuación podrás encontrar un repaso de los métodos más populares.

Fusión selectiva por láser (SLM)

Esta es una de las técnicas más modernas y completas que existen. Se utiliza para poder crear piezas de alta duración como piezas ortopédicas, médicas o quirúrgicas.

En este método se utiliza la fusión a través de tecnología láser, derritiendo los polvos metálicos en su totalidad para crear una masa densa y espesa.

Este es un proceso que solo puede aplicarse a un grupo determinado de metales y aleaciones, que deben resistir las altas temperaturas. Estos pueden ser acero inoxidable, titanio, cobalto-cromo y aluminio, por ejemplo.

Síntesis directa de metal por láser (DMLS)

Esta técnica se utiliza para la fabricación de objetos y formas a partir de casi cualquier aleación de metal. Es una síntesis directa que utiliza tecnología láser, a través del depósito en capas delgadas del polvo metálico.

El láser va procesando de manera secuencial la materia, trabajando las partículas pero sin llegar a derretirlas completamente, una y otra vez hasta culminar la figura deseada.

Una vez que la estructura está lista, es necesario dejar que se enfríe lentamente y luego se procede a retirar el exceso de polvo metálico (que puede volver a utilizarse).

Esta es una técnica que permite aprovechar al máximo los materiales y lograr productos que no posean defectos internos o tensiones, como piezas rellenas.

Fusión por haz de electrones (EBM)

Es bastante similar al método de fusión selectiva por láser, pero con la diferencia de que se remplaza el láser por cañones de electrones. Los metales predilectos para esta técnica son las aleaciones de titanio y el cromo cobalto.

Permite la construcción de piezas geométricas de cualquier categoría y la implementación de materias primas innovadoras, que a pesar de no seguir la tradición habitual de fundir y forjar el metal, ofrecen productos resistentes que no necesitan soldadura para las uniones.

Por otro lado, dependiendo de la técnica utilizada podría considerarse una desventaja el alto costo de consumibles, operación y maquinaria. También hay que considerar que el trabajo con polvos finos metálicos amerita una observación crítica, estricta y comprobada de los parámetros de seguridad y prevención.

Impresión 3D con polvos metálicos con aplicación inkjet de un aglomerante (Metal Binder Jetting)

Una de las últimas tecnologías que se utilizan en el ámbito de la impresión 3D es la impresión con polvos metálicos de aplicación de aglomerante. Para este tipo de casos se utiliza arena, cerámica o metal en formato de polvo y se va aplicando en capas hasta obtener una pieza con la forma deseada.

La ventaja de este proceso es que no hay oportunidad de deformación térmica, ya que la impresión tiene lugar a temperatura ambiente, por eso se convierte en la alternativa preferida de las empresas para la fabricación en masa.

También hay qué mencionar que los residuos de este proceso no son reutilizables. Pero no deja de ser una opción atractiva para las pequeñas y medianas empresas y para las industrias de fabricación. Sin duda alguna, este tipo de innovaciones revolucionan el mercado y la industria en general, abriendo un abanico infinito de posibilidades para los empresarios.

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