La fusión de capas de polvo metálico consiste en un avanzado proceso de fabricación aditiva, el cual permite fabricar piezas metálicas complejas directamente de datos digitales 3D en diversos metales. A dicho proceso se le conoce como fabricación aditiva metálica.
Se denomina aditiva a esta fabricación debido a que, generalmente, se fabrica cada estructura a través de una serie sucesiva de finas capas metálicas.
Hoy en día, la tecnología es capaz de producir formas complejas que antes no eran posibles con los métodos tradicionales de fundición y mecanizado, ni con técnicas sustractivas.
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Proceso de fabricación aditiva metálica
La fusión de capas de polvo metálico es una tecnología de tipo aditivo que hace uso del láser de fibra de iterbio de alta potencia para poder fundir el polvo fino metálico y así crear piezas funcionales en tres dimensiones (3D).
Algunas compañías aplican la tecnología de fusión de capas de polvo metálico, de acuerdo a la clasificación de ASTM International. A dicha tecnología, se le denomina también como: fusión por capas, fabricación aditiva metálica, AM de metales, sinterizado láser e impresión 3D de metales.
El proceso de fabricación aditiva es controlado digitalmente de manera directa desde capas de datos CAD 3D. Se deposita una fina capa uniforme de polvo metálico fino en la placa de fabricación por cada capa de datos CAD. Posteriormente, las áreas de polvo seleccionadas se funden gracias al láser de precisión. Dicho proceso se repite capa a capa, hasta estar lista la pieza final.
Los sistemas de fabricación aditiva metálica suelen trabajar con distintos metales, tales como:
- Aleación de titanio Ti6Al4V
- Cromo-cobalto
- Acero inoxidable
- Aleaciones de níquel Inconel 625 e Inconel 718
- Aleación de aluminio AlSi10Mg
Ventajas de la fabricación aditiva metálica
Te presentamos algunas de sus ventajas:
- Posibilidad de consolidar varias piezas: Se puede reducir el número de elementos de un ensamblaje a un único componente complejo.
- Menor coste de utillaje: las piezas se fabrican de manera directa, sin necesidad de herramientas.
- Tiene acceso a geometrías complejas: Como canales internos para refrigeración conformal, así como características ocultas, paredes y mallas finas.
- Libertad para fabricación: No está sujeta a las restricciones asociadas a los métodos tradicionales de fabricación sustractiva y fundición en adición a la aplicación de nuevas reglas de diseño.
- Ligereza: Se usar el material solo donde se necesita, teniendo de esta manera una reducción óptima del peso.
- A la medida: Crea piezas por encargo y a la medida que se requiera.
- Cuenta con repeticiones de diseño rápidas: Para una directa fabricación.
- Herramienta con carácter complementario: Debido a que el proceso de fabricación aditiva se puede integrar en los procesos de fabricación en uso, con el fin de reducir las fases, así como el tiempo de marketing y costes.
¿Qué sectores industriales hacen uso de la fabricación aditiva?
El principal sector en utilizar la fabricación aditiva metálica ha sido cliente del sector automovilístico de alta gama, aeroespacial y bienes de consumo. Por otro lado, las múltiples aplicaciones están aumentando en sectores como el dental, así como el médico y herramienta, inclusive el sanitario.
A pesar de que la fabricación aditiva avanzada es usada para producir pequeñas cantidades de piezas de consumo industriales, un número en aumento de OEM (o Fabricantes de equipos originales) se encuentra adoptando esta tecnología como parte complementaria integral de sus procesos de producción.
De hecho, se espera que la fabricación aditiva se continúe integrando hasta alcanzar todos los sectores de fabricación.
El crecimiento de la fabricación aditiva
En las posibilidades a futuro, puede que en la automoción haya personalización masiva a coste competitivo. Esto se piensa debido a que ya algunas firmas estadounidenses de investigación confirman mediante sus informes que la fabricación aditiva metálica en la automoción logrará alcanzar un crecimiento anual del 25%, y que dicha dinámica no sufrirá cambios en los siguientes diez años.
El potencial de mercado es gigantesco. Y es que la fabricación aditiva metálica otorga importantes ventajas para el sector de la automoción.
Las características intrínsecas de la fabricación por impresión 3D sumadas a las diversas técnicas de fabricación aditiva, se traducen en una nueva revolución industrial al permitir, entre otros aspectos, prescindir de herramientas, así como de utillajes de fabricación. Siendo una promesa más que asombrosa en el campo del aligeramiento de piezas.
Dicha modalidad de fabricación hace más sencillo además la reproducción de cualquier geometría que el ser humano sea capaz de pensar o imaginar, es decir, aporta libertad de diseño. Esto genera una respuesta inmediata a las necesidades del mercado y a la creciente demanda de diferenciación, así como de personalización de los productos por parte de los fabricantes pertenecientes al sector.
Factores como la rapidez en el proceso de fabricación, o la producción bajo demanda reduciendo plazos de entrega y almacenaje, y la reducción del consumo de materia prima y energía colaborando en un menor impacto ambiental, son importantes en la promesa de desarrollo de esta tecnología con respecto a las tecnologías actuales de fabricación que existen en el sector de la automoción, como la mecanización, la soldadura, y la inyección.
Lo que se espera es que alcancen, en los próximos diez años, una tasa de crecimiento cercana al doble de la tasa de crecimiento en comparación con el mercado general de fabricación aditiva metálica, aquellas tecnologías de fabricación aditiva metálica de metales compuestos, que han ganado tanto un interés significativo como dólares de inversión a lo largo de los últimos tres años y que están siendo desarrollada por empresas como HP, Desktop Metal, Markforged, GE Additive, ExOne, entre muchas otras.
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