Manufactura Aditiva o Impresión 3D ¿hablamos de lo mismo?

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Tal vez el término manufactura o fabricación aditiva es desconocido hasta hoy, aunque seguro que Impresión 3D te suena más. Con bastante frecuencia, ambas expresiones se utilizan como si fuesen
sinónimas, esto pude ser atribuido a la similitud que este último proceso guarda con la impresión tradicional en papel que todos conocemos, donde la máquina da forma a una imagen línea por línea, proceso del cual se ha abstraído este término y mucha gente llama impresión 3D a la manufactura aditiva. Pero en estricto rigor, no son exactamente lo mismo como verán a continuación.

La fabricación aditiva es un método de manufactura cuyo objetivo es producir artículos al instante, con un modelo digital obtenido a partir del diseño asistido por computador (CAD) por sus siglas en inglés (Computer-Aided Design) y sin necesidad de moldes. La fabricación aditiva es, por lo tanto, un estándar tecnológico constituido por más de una tecnología, que descrito de forma genérica permite la obtención de objetos en tres dimensiones a base de agregar capas sucesivas del material deseado en cada caso de manera que vaya adoptando la forma y el aspecto deseado. Todo de manera independiente a la tecnología y los materiales empleados para ello. Se define como aditiva porque el material se añade secuencialmente, en contraposición a la manufactura más tradicional (sustractiva) donde se quita material de un bloque sólido hasta quedar con la pieza final, tal como ocurre en el torneado, el Control Numérico Computarizado (CNC) o los procesos de corte en general, el corte láser, corte por chorro de agua y corte por mecanizado.

Cuando se trata de materiales, con la fabricación aditiva no solo se pueden obtener objetos de plástico, resina o cerámica, como con la impresión 3D, incluso se pueden conseguir objetos de metal. De esta manera se pueden obtener elementos de mayor tamaño, mejor aspecto y resistencia. También se pueden abordar proyectos de mayor complejidad, y en los que se precisen fabricar más elementos y en menos tiempo. Frente al ámbito en el que se usa la impresión 3D, esta ha penetrado con fuerza en el emprendimiento, empresas pequeñas, o el ámbito doméstico, ganando un importante espacio cuando se trata de prototipado rápido, que permite fabricar piezas y objetos de todo tipo, en tres dimensiones. Así también, permite producir cantidades limitadas y fallar barato para empezar de nuevo. Por su parte la fabricación aditiva se emplea en sectores industriales, en medicina avanzada e incluso en la industria aeroespacial.

Una reciente estandarización de actividades de la ASTM International (American Society for Testing and Materials) y la ISO reúne estos procesos en siete categorías de procesos de manufactura aditiva. El primero de ellos la Fotopolimerización consistente en un depósito líquido de resina fotopolimérica que es curada mediante exposición selectiva a la luz (vía láser o por proyector), lo cual inicia la polimerización (combinación molecular) y solidifica las áreas expuestas. El segundo de ellos se denomina Fusión de Lecho de Polvo en este proceso los materiales en polvo son selectivamente consolidados al fundirlos juntos usando una fuente de calor, como láser o rayo de electrones. El polvo no fundido que rodea la pieza consolidada actúa como material de soporte para características adicionales. El tercer proceso se denomina Inyección por aglutinante (Binder Jetting), en este los agentes líquidos de unión son selectivamente aplicados en pequeñas capas de material en polvo para construir piezas capa por capa. Los aglutinantes incluyen materiales orgánicos e inorgánicos. Las piezas metálicas o cerámicas producidas de esta forma son, por lo general, llevadas a un horno luego de ser impresas. Un cuarto proceso es la Inyección de Material (Material Jetting), aquí gotas de material son depositadas capa por capa para la fabricación de piezas. Variaciones comunes incluyen chorros de resina fotocurable y curado con rayos UV, así como chorros de materiales fundidos que luego se solidifican a temperatura ambiente. El quinto proceso es la Laminación de Hojas, en este caso las láminas de material son apiladas y laminadas juntas para formar un objeto. El método de laminación puede ser adhesivo o químico (papel, plásticos), soldadura ultrasónica o soldadura con bronce (metales). Las zonas que no se necesitan son cortadas, capa por capa y eliminadas luego de que el objeto está terminado. El sexto proceso se denomina Deposición Directa de Energía, donde el polvo o alambre es alimentado en una superficie donde se adhiere mediante una fuente de energía, como láser o haz de electrones. Es, en esencia, una forma de soldadura. Finalmente, se encuentra el proceso de Extrusión de Material donde el material es extruido a través de un cabezal con alta temperatura, para formar modelos de múltiples capas.

Finalmente lo que conocemos popularmente como impresión 3D es el proceso de extrusión de material y como tal es sólo una de las variedades de manufactura aditiva, pero como concepto nos ayuda a visualizar cómo funciona esta familia de tecnologías y cómo puede agilizar y abaratar la fabricación. Sin duda, la manufactura aditiva ya es parte de nuestro presente y lo será del futuro. ¿Qué tan rápido puede avanzar su desarrollo? es algo que no podemos predecir, aun así, con seguridad veremos que la manufactura aditiva ganará un lugar como proceso de producción sumándose a otras opciones de fabricación como el moldeo por inyección, el mecanizado y otros procesos.

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