Fabricacion aditiva: Definición, procesos y beneficios

Imagen de una impresora 3d, pieza fundamental para la fabricación aditiva

 

La fabricacion aditiva es uno de los pilares de la denominada cuarta revolución industrial, la industria 4.0. Esta tecnología permite convertir modelos en digitales en objetos tridimensionales sólidos, sin necesidad de moldes ni utillajes de ningún tipo, mediante la impresión 3D.

 

El sector de la producción aditiva ha experimentado un crecimiento notable en los últimos años debido a la rapidez, precisión y ahorro que permite. Sin duda, es una de las tecnologías más prometedoras y cada vez son más las industrias que deciden integrarla en sus líneas de producción.

 

En este post trataremos de ofrecerte una definición completa de este concepto, repasando sus comienzos y vislumbrando sus posibilidades de futuro.

 

Fabricacion aditiva: ¿qué es?

La fabricación aditiva, es un nuevo concepto de producción industrial a través del cual el material (plástico o metal) es depositado capa a capa de manera controlada allí donde se requiere. Mediante esta técnica, que conocemos como impresión 3d, se pueden producir formas geométricas personalizadas en función de las necesidades de cada sector.

 

El proceso de fabricacion aditiva comienza con un boceto CAD. A partir de ahí, el equipo de fabricación aditiva lee los datos de dicho archivo digital y agrega capas sucesivas de líquido, polvo o el material de que se trate (termoplástico, metal, resina, filamentos, fibra de carbono…), capa sobre capa, para fabricar un objeto 3D.

 

En contraste con las técnicas de fabricación industrial tradicionales, la fabricación aditiva reduce procesos intermedios como la producción de utillajes, por lo que permite obtener piezas a mayor velocidad (hasta un 90% más rápido). Por otro lado, al utilizar únicamente el material para la fabricación de la pieza no se generan residuos, los componentes tienen un coste más bajo y se produce de manera más respetuosa con el medio ambiente.

Los comienzos y el desarrollo de la fabricacion aditiva

El origen del concepto de fabricacion aditiva nos lleva a la década de los 80. En aquella época al Dr. Kodama, del Instituto Municipal de Investigación Industrial de Nagoya, se le ocurrió desarrollar una técnica de prototipado rápido utilizando la fabricación de un objeto capa a capa. Años más tarde, en 1984, un equipo de investigación francés presentó la primera patente. Sin embargo, esta primera patente fue abandonada años más tarde.

 

En 1986, el ingeniero Chuck Hull retoma la idea y presenta la primera patente comercial por una técnica llamada “Estereolitografía”, que empleaba como material de impresión una resina líquida solidificada bajo el efecto de la luz ultravioleta. Chuck Hull se convirtió, después, en el fundador del gigante 3D Systems y la Estereolitografía supuso el comienzo de lo que hoy conocemos como la cuarta revolución industrial. Pronto se identificaron las aplicaciones de la impresión 3d en sectores tan distintos como la medicina, la industria, la aeronáutica, el arte o la joyería.

 

Desde entonces, la fabricación aditiva ha ido perfeccionándose y adquiriendo cada vez más protagonismo. A la técnica de estereolitografía, se fueron sumando otras más avanzadas como Sinterización Selectiva por Láser (SLS),  FDM (Fused Deposition Modeling),  Inyección aglutinantes (Binder Jetting), sinterización de metal por láser directomaterial jetting, fusión por haz de electrones o impresión DLP (Digital Light Processing).

 

 

A día de hoy, según las necesidades de cada sector o de cada pieza, los centros de producción aditiva optarán por una u otra tecnologías. La elección vendrá determinada por diversos factores como la funcionalidad de la pieza producida o de su material (a partir de polímeros o aleaciones metálicas).

Beneficios de la fabricacion aditiva

· Producción más rápida y más económica: Como te contábamos, la fabricacion aditiva logra reducir hasta un 90% los tiempos de producción. Esto permite intensificar el ritmo de producción y reducir el coste por pieza. Los materiales que se utilizan para la impresión de pieza son a su vez económicos.

 

· Producciones a menor escala y a medida: La relación histórica entre volumen de producción y coste no se cumple en la manufactura aditiva. Con la impresión 3D, la producción de piezas a medida y en tiradas de bajo volumen se convierte en una opción rentable y viable.

 

· Reducción de costes logísticos: La posibilidad de fabricar piezas mediante procedimientos digitales repercute directamente en una reducción drástica de los costes de almacenaje y de logística. En la actualidad, podemos disponer de un stock virtual y fabricar “en el momento” aquella pieza que nos haga falta.

 

 

· Ahorro energético: Emplear la fabricacion aditiva en las líneas de producción es, entre otras cosas, una excelente alternativa para reducir el consumo energético de las industrias. ¿Por qué? La respuesta es simple. Las piezas fabricadas digitalmente pesan mucho menos y esto implica que las máquinas necesiten mucha menos energía para funcionar.

 

· Fabricación más sostenible: Mediante la fabricacion aditiva se reducen los consumos energéticos y los costes de transporte (la materia prima ocupa menos espacio y se transporta de forma más sencilla. Además, la producción local se abarata y se evita la subcontratación de producciones en otros países. Todo ello consigue reducir de manera importante las emisiones contaminantes derivadas de los procesos productivos. Por otro lado, cabe mencionar que algunas tecnologías de fabricación aditiva, como el SLS o la MJF, permiten reciclar una importante parte del material que se ha usado durante el proceso de impresión. La manufactura aditiva consigue una producción más limpia y más respetuosa con el medio ambiente.

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