La fabricación aditiva es un método de producción revolucionario que le permite desarrollar productos en poco tiempo, sin depender de moldes. El concepto está muy relacionado con la impresión 3D, pero va mucho más allá.
Por ello, la industria está cada vez más interesada en la fabricación aditiva, aplicada en las revoluciones Industria 4.0 e Industria 5.0 .
Esto se debe a que esta nueva tecnología viene revolucionando no solo la fabricación de productos, sino también varios otros segmentos.
A medida que avanzamos y nos desarrollamos tecnológicamente, podemos explorar mejor el potencial de esta herramienta.
Comprenda más sobre cómo funciona la fabricación aditiva y cómo puede traer beneficios al segmento industrial. ¡Sigue leyendo!
¿Qué es la fabricación aditiva?
La fabricación aditiva (FA) es un proceso que opera múltiples herramientas. Un modelo de AM es la impresión 3D, que imprime objetos superponiendo progresivamente un material en capas.
Así, es posible crear objetos basados en un modelo digital. En el mercado se pueden encontrar algunos tipos de fabricación aditiva:
- Modelado por deposición fundida o modelado por deposición fundida : utiliza filamentos de polímero para producir objetos;
- Estereolitografía o Estereolitografía : modelo que solidifica resinas líquidas con luz ultravioleta;
- Sinterización Selectiva por Láser o Sinterización Selectiva por Láser: realiza la producción a partir de materiales granulados de cerámica, plásticos y metales.
- Binder Jetting o Binder Jetting: funciona rociando un aglutinante líquido sobre un poco de polvo, que se solidifica.
- Material Jetting o PolyJet: utiliza un láser dirigido a un charco de polvo metálico, que lo solidifica.
Esta tecnología se ha aplicado en la fabricación de automóviles y aviones. En el sector de la salud, se utiliza para fabricar implantes y prótesis dentales.
Estas posibilidades abren puertas a un gran potencial de innovación, especialmente en la industria.
¿Qué es la fabricación aditiva de metales?
A primera vista, el metal puede parecer un material reacio a este concepto de fabricación avanzada. Sin embargo, existen varios tipos que permiten el uso de procesos aditivos.
Un ejemplo es el oro y la plata, metales preciosos fácilmente maleables. Además, podemos mencionar el acero inoxidable y el titanio.
¿Pero cómo? Con diferentes sistemas, como los basados en láser o mediante granallado de aleaciones metálicas.
Se pueden aplicar en la producción de muchos componentes diferentes, como piezas aeroespaciales e incluso joyería.
¿Cómo funciona esta tecnología?
La fabricación aditiva funciona agregando material capa por capa, basado en un modelo digital, generalmente basado en diseño asistido por computadora (el famoso “CAD”) u objetos 3D escaneados.
El proceso comienza con el uso de una computadora que controla una máquina AM.
Esta máquina lee un archivo de diseño 3D y agrega material de manera adicional para crear el componente tridimensional deseado.
Esta información guía la trayectoria de una boquilla o cabezal de impresión, que deposita el material.
A medida que se enfría, el material (o materiales) se fusionan para formar un objeto.
La adición de materiales se produce por capa, con cantidades mínimas que forman una película ultrafina.
Cada capa sucesiva se une con la capa anterior de material fundido o parcialmente fundido.
El proceso aditivo se puede utilizar para crear objetos a partir de una variedad de materiales, como mencionamos anteriormente: metales, plásticos y cerámica.
Un poco sobre la historia de la fabricación aditiva
Aunque parezca una nueva tecnología y práctica, la fabricación aditiva en Brasil y en el mundo existe desde hace más de 40 años.
El concepto surgió originalmente de un cuento literario en la década de 1940. En 1971, sin embargo, se patentó en los Estados Unidos un dispositivo para la inyección continua de material metálico.
Sin embargo, fue en Japón donde se desarrollaron las primeras tecnologías de impresión 3D, en el Instituto Municipal de Investigación Industrial de Nagoya.
Sin embargo, en ese momento, la financiación y el interés en la tecnología eran limitados.
Después de la década de 1980, se crearon otras tecnologías, avances y patentes, incluida la estereolitografía y el Sistema de fabricación automatizado por computadora, desarrollado por Bill Masters.
Principales ventajas de la fabricación aditiva
La fabricación aditiva puede proporcionar varias ventajas para las empresas que decidan adoptarla. Te hablamos de los principales a continuación:
Prototipos detallados
Con el uso de esta tecnología, es posible fabricar prototipos mínimamente detallados, que permiten probar una versión más realista de los productos. Así, las versiones finales son más eficientes y atienden aún mejor al consumidor.
Agilidad de producción
Otra gran ventaja de usar este modelo de artesanía es la velocidad con la que se fabrican los artículos. La producción es rápida y sigue el modelo digital del objeto, por lo que también es muy precisa.
Esta agilidad permite fabricar una mayor cantidad de productos, para satisfacer automáticamente la demanda del mercado.
Reducción de costos
Si produce más rápido, también ahorra sus costos de producción. Además, la materia prima para esta elaboración es más accesible que las tradicionales.
Esto significa que los productos pueden tener un valor menor y ser vendidos a más personas.
Versatilidad
La maquinaria tradicional, en la mayoría de los casos, solo funciona con un tipo de material. En la fabricación aditiva, los artículos se pueden fabricar utilizando diferentes materiales en un solo proceso.
En el caso de las impresoras 3D, la expectativa es que, en el futuro, será posible tener aún más diversidad de materiales para la fabricación.
Personalización
Además de fabricar más rápido, AM aún tiene la ventaja de ofrecer personalización del producto.
La demanda de productos personalizados ha crecido. Por ello, contar con esta tecnología puede ser una ventaja para la empresa.
Sostenibilidad
Al utilizar menos material en la producción, se vuelve más sostenible.
También evita el desperdicio de materiales y ahorra más energía que la maquinaria tradicional.
¿Y las desventajas?
La fabricación aditiva es diferente de los procesos de fabricación tradicionales, como el mecanizado sustractivo, en el que se elimina material de un objeto para crear la forma deseada.
Una de sus principales ventajas, como comentábamos, es su versatilidad a la hora de crear piezas, más rápido y también en modelos más complejos.
Sin embargo, también hay algunas ventajas de este tipo de procesamiento.
En la práctica, la AM puede ser más lenta y costosa que los procesos tradicionales.
Además, MA puede dar como resultado productos de menor calidad en comparación con los artículos fabricados con métodos tradicionales.
Es decir, para algunas aplicaciones, es necesario evolucionar los métodos y tecnologías aplicadas para hacer que la AM sea más confiable para la industria en su conjunto.
¿Qué son las tecnologías de fabricación aditiva?
El proceso de fabricación aditiva comienza con un dibujo virtual en 3D del componente a construir.
Este diseño se crea utilizando un software de diseño asistido por computadora (CAD) o un escáner 3D.
Una vez finalizado el proyecto, se envía a la máquina AM.
Para simplificar, podemos mencionar la más común de todas: la impresora 3D, que hoy en día hasta los particulares pueden tener en sus casas.
Finalmente, es necesario contar con el material a utilizar en el desarrollo de los productos.
¿Dónde se aplica la fabricación aditiva? Conoce algunos ejemplos
Como hemos visto, esta nueva tecnología de producción aporta muchas ventajas a las empresas que la adoptan.
También hay muchas aplicaciones AM que ya existen o están cerca de convertirse en realidad. Vea algunos ejemplos:
Salud
Las prótesis de bajo coste son, de hecho, lo que más destaca cuando hablamos del sector sanitario.
Esta tecnología también permite producir una copia exacta de los órganos del cuerpo humano, para que puedan ser examinados con mayor precisión.
Para el futuro, la expectativa es que será posible replicar tejido humano para, por ejemplo, reemplazar la piel que ha sufrido quemaduras graves.
Con el avance de esta tecnología, también será posible imprimir órganos humanos, lo que reducirá considerablemente las colas de trasplante.
Automovilismo
En el campo de los deportes de motor, es posible producir automóviles completos utilizando una impresora 3D.
Las piezas son de gran calidad, además de poder hacer prototipos para realizar pruebas.
En 2014, Local Motors imprimió un prototipo de un automóvil único en 44 horas y lo exhibió en el Chicago Industry Show.
Además, más recientemente, según informó CNN , el equipo de Fórmula 1 de McLaren comenzó a usar piezas impresas en 3D en sus autos.
Un ejemplo es el alerón trasero, que con tecnología AM se produce en el transcurso de 10 días, mucho mejor que las cinco semanas completas que tomó con los métodos tradicionales.
Cocinando
Ya es factible imprimir alimentos mediante el proceso de fabricación aditiva.
Por ejemplo, cuando se utiliza una materia prima comestible, es posible producir varios platos, ya sea con la superposición de capas o con el uso de métodos más complejos.
Hay bastantes opciones para impresoras 3D de alimentos que se pueden encontrar en el mercado.
Incluso puede elegir si desea una dieta más saludable comprando el equipo adecuado. Simplemente prepare los ingredientes y luego póngalos dentro de la máquina para que imprima la comida.
Instituciones de enseñanza
El avance tecnológico ya es una constante en las aulas. Incluso, hay muchas innovaciones que tienen como objetivo mejorar la experiencia del estudiante.
En este sentido, AM puede ser utilizado en varios contextos dentro de la planificación escolar, ya sea para la educación básica —como con la expansión de la cultura maker— o para la educación técnica/superior.
Quizás el principal tema a evaluar sea la posibilidad de desarrollar la gamificación en la educación, desde el uso de impresoras 3D hasta el estudio más avanzado de materias técnicas.
¿Qué debe tener una empresa para fabricar por adición?
Como comentábamos, las tecnologías para utilizar la fabricación aditiva no son inaccesibles. Todo lo que necesita es el software de modelado 3D, el equipo de aditivos y el material para alimentarlo.
Muchas veces, incluso, no es necesario tener experiencia en el software en sí, ya que muchos modelos de piezas están disponibles gratuitamente en Internet.
Sin embargo, antes de invertir en tecnología, te sugerimos entender tu flujo de producción, para entender si la innovación encaja en tu cadena de valor.
Es decir, ¿el método AM reduciría los costos o el tiempo de producción? ¿Mantendría o aumentaría la calidad? ¿Sería económicamente viable? Y, en cuanto a la experiencia en el tema, ¿sus empleados tienen la calificación adecuada?
Fabricación aditiva y fabricación sustractiva: ¿en qué se diferencian?
AM es el proceso de construir un producto a partir de capas de materiales, generalmente en un entorno controlado por computadora.
La fabricación sustractiva consiste en eliminar material de una pieza en bruto para crear el producto final.
La fabricación aditiva y sustractiva difieren en varios aspectos, incluidos la precisión, la complejidad y el tiempo.
El primero suele ser más preciso que el segundo, ya que los componentes se crean desde cero, lo que permite a los involucrados diseñar productos con precisión milimétrica.
Además, la fabricación aditiva es más compleja que la fabricación sustractiva, ya que todos los aspectos de la fabricación deben tenerse en cuenta antes de iniciar el proceso.
Finalmente, el método aditivo es más lento que el sustractivo, ya que cada capa de material debe colocarse cuidadosamente antes de agregar la siguiente.
Sin embargo, a medida que la tecnología de impresión 3D continúa evolucionando, la velocidad de AM aumenta rápidamente.
La tecnología en el sector de la industria
La Industria 4.0 es una realidad que trae muchas novedades al sector. Muchos procesos ya están automatizados y el uso de la tecnología es constante. Muchas empresas han adoptado Inteligencia Artificial, software de gestión y otras soluciones que permiten grandes avances.
La inversión en la modernización de procesos es fundamental para el crecimiento y desarrollo del negocio. Obtenga más información sobre la automatización industrial y cómo puede hacer que su negocio sea más rentable.
Tecnologías TOTVS para industrias
Con el ritmo acelerado de la globalización y gracias a las nuevas tecnologías que surgen cada día, es misión de la industria acompañar la transformación.
Ante este escenario, las empresas buscan soluciones tecnológicas innovadoras para mantener su competitividad.
TOTVS es una empresa que opera en el mercado desde hace más de 30 años y ofrece tecnologías para todos los sectores de la industria, con foco en la innovación tecnológica.
Los sistemas TOTVS permiten a las empresas reducir costos, aumentar la productividad y mejorar la calidad de sus entregas.
Además, las industrias aprovechan recursos destinados a solucionar otros problemas, como la sostenibilidad.
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Conclusión
La fabricación aditiva es una tecnología innovadora que tiene mucho por crecer.
Su práctica, a pesar de implicar inversión, ofrece muchas ventajas frente a los procesos tradicionales, como la posibilidad de crear formas complejas y crear piezas con diversos materiales.
AM es un campo en rápida evolución, con nuevas máquinas y materiales que se desarrollan todo el tiempo.
Y tu empresa, ¿ya conocías el término o trabajabas con algún tipo de recurso?
¡Esperamos que esta guía te ayude a entender más sobre el tema!
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