Impresoras 3D para la Industria

En los últimos años la tecnología de impresión ha dado un salto cualitativo hacia la impresión 3D. Los avances en el uso de materiales y procesos de fabricación han creado una tendencia que se ha ido expandiendo en numerosos sectores productivos. Hoy en día es incluso posible adquirir una impresora 3D personal por poco más de 1.000 euros.

Es en el sector industrial donde mayor ímpetu está generando la tecnología de impresión en 3D. Las posibilidades que se barajan en el sector son bastante atractivas y prometen en pocos años ser un motor de revolucionario en el diseño, fabricación y utilización de productos acabados enteramente desde una impresora 3D.

Cambiar el concepto la fabricación tradicional por mecanizado tal como la conocemos actualmente, donde en una pieza de material se van realizando operaciones que permiten ir eliminando capas hasta obtener la pieza que se desea, por un proceso de fabricación aditiva en el cual el material se va añadiendo hasta lograr el objeto final supone sin duda una revolución en sí misma.

Ahora bien en la impresión 3D no existe una única tecnología y su versatilidad se pone a prueba con cada nuevo avance en impresoras aditivas.

Tecnologías de Impresión 3D

Existen varias tecnologías que intervienen en los procesos de fabricación aditiva. El uso del prototipado rápido para fabricar objetos de plástico, metal o cerámica ha logrado avanzar desde un uso inicial, fabricación de prototipos, a estar incluido como un proceso de fabricación más.

Existen distintos tipos de prototipado rápido que emplean la tecnología de impresión 3D.

• Estereolitografía (SLA/STL/SL)Esta es la tecnología de fabricación mediante impresión 3D más antigua y quizás de las más rápidas que pueden encontrarse en el mercado. Su creador Charles Hull fundo la empresa 3D Systems que fue la primera empresa en poner a la venta impresoras 3D. El método de fabricación parte de una base que va emergiendo os sumergiendo de un baño de resina fotocurable. La impresión capa a capa se consiguen al activar mediante el láser de luz ultravioleta la curación de la resina líquida que va solidificándose mientras se desplaza arriba o abajo y se va obteniendo la pieza deseada. El detalle que se consigue con este tipo de tecnología de impresión 3D es bueno aunque es preciso fabricar soportes para las piezas impresas que posteriormente se eliminan y que hay cierta cantidad de material que se tiene que desperdiciar.
• Sinterización Laser Selectiva (SLS)Es una de las tecnologías de impresión 3D más popular. La impresión SLS (Selective Laser Sintering) consigue un ahorro de tiempo y una precisión mayor en las piezas imprimidas. Permite el uso de un buen número de materiales en polvo (cerámica, cristal, nylon, poliestireno, materiales metálicos). Durante el proceso un láser impacta en el polvo, funde el material que posteriormente se solidifica (es lo que se denomina sinterizado). El material pulverulento sobrante o que no sinteriza sirve de soporte a las piezas fabricadas suponiendo una de sus principales ventajas frente a otros métodos de impresión. Además si la pieza finalizada presenta algún error o modificación que la haga inservible aún tiene la posibilidad de volver a reutilizarse en la fabricación de nuevas piezas.
• Deposición de Plástico Fundido (FDM)Inventada y patentada a finales de los años 80 la tecnología FDM (Fusión Deposition Modeling) es la responsable de la popularidad de la impresión 3D. Con dicha tecnología se logran imprimir figuras y piezas en 3D utilizando plásticos ABS o PLA. Muchas de las impresoras 3D que pueden encontrase en el mercado utilizan la tecnología FDM. Para la impresión de las piezas se utilizan finos hilos de plástico que se calientan y van depositando pequeñas cantidades en la posición que corresponda, comenzando en la capa inferior del objeto diseñado y desplazándose verticalmente para comenzar la siguiente capa mientras el material depositado se enfría y solidifica. En este método de impresión 3D la calidad de la pieza elaborada viene determinada por el grosor de la capa impresa, a capas más finas mejor calidad de la impresión final. Eso también revierte en el tiempo de impresión que aumenta al utilizar capas más finas.
• Laminado de capas (LOM)Un modelo de fabricación 3D que recuerda en parte a la fabricación en fibra de carbono es el LOM (Laminated Object Manufacturing). En este caso son distintas capas de papel adhesivo, plástico o finas láminas de metal que se depositan una encima de otra uniéndose con resina o pegamento y que van siendo cortadas de forma adecuada con un láser.

Existen otras tecnologías de impresión 3D que surgen cada cierto tiempo y que solo el futuro podrá confirmar si logran ser alternativas lo sufrientemente populares como para tener presencia en el mercado. Entre ellas podemos destacar:

• Poly Jet Photopolymer. Utilizar un fotopolímero líquido, al estilo de una impresora de tinta, que solidifica ante la luz ultravioleta. La impresión se realiza capa a capa. La ventaja que se le prevé a esta tecnología es el uso de distintos materiales durante la impresión y la posibilidad de colores de forma simultánea.
• Selective Laser Melting (SLM). Una modificación de otro método reseñado más arriba, el SLS, en este caso el material se derrite en lugar de fundirlo.
• Syringe Extrusion. Quizás uno de los métodos de impresión 3D más vistosos por haberse relacionado su utilización con la fabricación de postres e incluso imitaciones de formas de otros tipos de alimentos utilizando productos en formato cremoso y un extrusor a modo de jeringuilla o manga pastelera.

Ventajas de la impresión 3D

Las empresas que opten por adoptar la impresión 3D como parte de sus procesos de diseño o fabricación de prototipos o piezas definitivas conseguirán ventajas competitivas que hay que tener en cuenta:

• La posibilidad de diseñar, imprimir un prototipo, comprobar su funcionalidad, mejorar el diseño y repetir el ciclo hasta obtener el diseño perfecto es claramente una apuesta en innovación que reporta beneficios a toda la estructura de producción. Además un único modelo de impresora 3D pude ser capaz de readaptarse e imprimir piezas distintas según las necesidades de producción. Muy al contrario que con los métodos de manufactura actuales que deben de utilizar máquinas específicas para cada tipo de pieza a fabricar.
• Apreciar un objeto impreso en 3D es mucho más realista que ver su representación en una imagen en la pantalla del ordenador. La información que se transmite mejora considerablemente la comunicación entre los departamentos implicados en el desarrollo de productos. El límite lo pone la imaginación y la flexibilidad de poder representar distintas mejoras en el diseño de forma rápida mejora la capacidad de representar cualquier idea.
• Al reducir los tiempos de diseño y fabricación se acelera el tiempo de comercialización, siendo además un atrayente reclamo de avance tecnológico.
• El abandono de las herramientas tradicionales de diseño, prototipado y fabricación permiten identificar errores mucho antes, recorta los costes y reduce los desplazamientos a los puntos de producción.
• Los materiales, objetos, piezas, etc. fabricados utilizando tecnología de impresión 3D ofrece nuevas oportunidades de negocio con clientes potenciales que por otros requisitos (volumen de compras, costes, etc.) se encontraban fuera del ámbito de ventas. La personalización es un factor demandado por el mercado en numerosos sectores, quizás dentro de poco tiempo será habitual ver cualquier producto manufacturado con un grado de personalización impensable tiempo atrás. Podemos pensar en carrocerías de automóviles, carenados motocicletas, tapacubos, alerones, etc.

Herco 3D visión de futuro

Actualmente las impresoras 3D de carácter industrial siguen fuera del presupuesto de empresas de arquitectura, diseño industrial y otros ámbitos manufactureros. Sin embargo es factible que poco a poco se vaya realizando una adopción generalizada de impresoras 3D de menor tamaño que permitan utilizar la tecnología para obtener de forma rápida prototipos o piezas acabadas de productos comercializables.

Del mismo modo que las impresoras en papel fueron ocupando un lugar en el escritorio de cualquier oficina o empresa las impresoras 3D irán tomando su sitio en un lugar preferente dada la versatilidad y soluciones que permiten y que irán aumentando a medida que nuevos modelos de negocio surjan en el ecosistema de la impresión 3D.

En Suministros Herco no somos ajenos a la tecnología de impresoras 3D y  no dudamos que el camino estará marcado por la consecución de avances que permitan integrar la impresión 3D en sectores ya consolidados. Favoreciendo la sustitución de piezas deterioradas o la implementación de nuevas funcionalidades tan solo imprimiendo en 3D los elementos necesarios.