La mejor impresora 3D industrial en México: Costos y resultados

Las empresas industriales mexicanas ahora son capaces de producir una gran variedad de piezas y productos directamente desde archivos de computadoras. Las impresoras 3D industriales están reemplazando las técnicas de fabricación tradicionales, como son el moldeo por inyección, el moldeo por fundición y el torneado, lo que permite la creación rápida de todo tipo de piezas y prototipos.

Las impresoras 3D industriales pueden producir una gran variedad de productos y piezas en menos tiempo, disminuyendo el riesgo de diseños por iteraciones e incrementando la consistencia entre piezas en lo relacionado con variación de características. Por ejemplo, en el sector automotriz, gracias al uso de impresoras 3D industriales se ha logrado reducir del peso de los componentes para incrementar la eficiencia en el consumo de combustible de los vehículos que se fabrican en México.

Con un diseño CAD y una impresora 3D industrial, se puede hacer casi cualquier cosa. Se trata de una pieza clave para mejorar de los procesos de fabricación para optimizar y automatizar el montaje de componentes con accesorios personalizados.

El proceso de producción con una impresora 3D industrial se parece a esto: un diseñador crea un modelo 3D con un sofisticado programa CAD. El modelo se convierte en instrucciones para la máquina que va creando la pieza capa a capa ultra delgada lista para ser usada en el proceso de ensamblaje.

Al alejarse de los procesos tradicionales de fábrica productiva mexicana, las impresoras 3D industriales tienen el poder no solo de transformar industrias enteras sino también de la forma en que pensamos sobre cómo construimos para ser más competitivos. Una cosa es segura: la impresión 3D industrial llegó para quedarse en la industria mexicana.

Costos de una impresora 3D industrial en México

El precio en las impresoras 3D industriales cubren una gran abanico, desde pequeños sistemas de extrusión de escritorio que pueden costar solo 1,000 dólares, hasta las de mayor tamaño, capaces de reemplazar un taller de máquinas que podría costar más de 300.000 dólares. En el medio hay un mundo de impresoras medianas que pueden crear una amplia variedad de piezas y objetos.

Obtener la impresora es solo el comienzo: una impresora 3D industrial necesita las materias primas para transformar los diseños en el producto final. Algunos de los materiales más simples, como el ácido poliláctico, son económicos y versátiles. Existen otros materiales más caros, pero gran parte de las sobras no utilizadas se pueden reciclar para la próxima impresión.

¿Por qué adquirir una impresora 3D industrial?

El uso de una impresora 3D industrial en México puede ayudar a una empresa de varias maneras:

• 1) La máquina puede fabricar piezas y productos de precisión excepcional. Básicamente, si se puede ver en la pantalla, una impresora 3D industrial puede hacerlo.
  
• 2) La impresión 3D industrial ignora las técnicas tradicionales de fundición, moldeo, fresado y acabado de la pieza utilizando tecnologías sustractivas que alcanzan una forma final desbastando el material. Por el contrario, una impresora 3D industrial crea el objeto directamente a partir de un archivo CAD con Tecnologías de Fabricación Aditiva en las cuales la pieza se construye una capa a la vez.
  
• 3) Menos riesgos en el diseño mediante iteraciones debido a que omite el proceso de moldeo o fundición, la impresión 3D industrial también puede crear enormes atajos para producir todo tipo de prototipos y productos industriales en la actualidad. Esto permite ahorrar valiosos meses del ciclo de desarrollo de un producto y probar diferentes iteraciones de diseño prácticamente a diario, incluso cada hora, acelerando la naturaleza evolutiva del proceso de diseño de ingeniería y fabricación.

• 4) La recompensa puede ser la velocidad, la eficiencia y el poder de cambiar la forma en que se hacen las cosas.

¿Cuáles son las tecnologías disponibles de impresora 3D industrial?

El mercado de las impresoras 3D industriales es muy dinámico y sigue creciendo en México. Los “cinco grandes” del mercado comercial de impresoras 3D industriales son Stratasys, EOS, GE Additive, 3D Systems y HP.

En lugar de una sola tecnología, existe una variedad de técnicas que utilizan diferentes impresoras 3D industriales. Todos se basan en el concepto de fabricación aditiva en lugar de la tecnología sustractiva tradicional en que el artículo se construye una capa a la vez. Como resultado, la fabricación aditiva (y la impresión 3D) puede ser más rápida, más flexible y más eficiente que la fabricación tradicional.

Las tecnologías de impresora 3D industriales más populares se reducen a cinco técnicas principales:

• El modelo de deposición fundida (FDM): Es la técnica más simple y es utilizada por máquinas de extrusión. Funcionan suavizando un filamento de plástico y extruyéndolo mientras se mueven con precisión el extrusor hacia adelante y hacia atrás para construir el elemento capa por capa. El ácido poliláctico (PLA) y el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) son los materiales FDM más populares, pero algunos contornos y curvas pueden formarse de manera aproximada, y el producto final puede carecer de la resistencia interna requerida. Este proceso es recomendable para la creación rápida de prototipos.
• Tecnología Binder Jetting: Es una tecnología de fabricación aditiva que permite fabricar piezas de alta complejidad, dentro de un amplio abanico de materiales, mediante la deposición selectiva de un ligante sobre una cama de polvo pre-depositada. Comienza con un material base en polvo que se rocía con precisión con un agente de curado que lo endurece selectivamente hasta su forma final. Binder Jetting puede crear no solo objetos metálicos, como acero inoxidable y bronce, sino también sílice, para hacer moldes de fundición en arena. Puede crear rodamientos y pequeñas piezas del motor.
  
• Tecnología de Vat Polymerization: La polimerización de tina utiliza una tina de resina líquida de fotopolímero, a partir de la cual el modelo se construye capa por capa. Se usa una luz ultravioleta (UV) para curar o endurecer la resina donde se requiera, mientras que una plataforma mueve el objeto que se hace hacia abajo después de que se cura cada nueva capa.

Como el proceso utiliza líquido para formar objetos, no hay soporte estructural del material durante la fase de construcción, a diferencia de los métodos basados en polvo, en los cuales el material no unido proporciona soporte. En este caso, a menudo será necesario agregar estructuras de soporte.

Las resinas se curan mediante un proceso de fotopolimerización (Gibson et al., 2010) o luz UV, en el cual la luz se dirige a través de la superficie de la resina con el uso de espejos controlados por motor (Grenda, 2009). Cuando la resina entra en contacto con la luz, se cura o endureceutiliza estereolitografía para solidificar una resina polimérica líquida al curarla con un haz de luz ultravioleta.

La fuente de luz, a menudo un láser, está dirigida precisamente con espejos orientables hacia donde el líquido debe endurecerse hasta su forma final. La salida es suave con buenos detalles, por lo que es una buena técnica para piezas de aviones y modelos para cirugía compleja.

• Tecnología Powder Bed Fusion: Comienza con una materia prima en polvo que se fusiona selectivamente en un sólido a partir del calor de un láser. La viga se mueve hacia adelante y hacia atrás endureciendo selectivamente las áreas que deben construirse. Se puede usar con nylons y metales, como titanio, acero y cobre para artículos complicados como carcasas de bombas, engranajes e incluso calzado.

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