Lista Procesos Educación Superior

MECANIZADOS ESPECIALES

FABRICACIÓN ADITIVA

Mecanizado por ultrasonidos Corte por chorro de agua Corte por chorro de agua y abrasivo Corte por chorro abrasivo (gas con abrasivo) Mecanizado electroquímico Mecanizado por electroerosión (EDM) Mecanizado con haz de electrones Mecanizado con rayo láser Corte con arco de plasma Oxicorte Mecanizado químico

Modelado por deposición fundida (FDM) (Extrusión) Deposición de Energía Dirigida (DED) (Extrusión) Estereolitografía (SLA) (Resina) Procesamiento de luz digital (DLP) (Resina) Sinterización selectiva por láser (SLS) (Polvo) Fusión selectiva por láser (SLM) (Polvo) Fusión de haz de electrones (EBM) (Polvo) Fabricación de objetos laminados (LOM) (Laminación) Binder Jetting Inyección de aglutinante (BJ) (Inyección) Inyección de material (MJ) (Inyección)

Gorka Pérez, Ainhoa Calderón, Iker Larrinaga

Ultrasonidos

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Ultrasonidos

Introducción

Se desarrolla por la necesidad de trabajar materiales duros y frágiles (cerámicas, vidreos o carburos)

Origen: 1927 Wood y Loomis

Primera patente en 1945 (Balamuth) Investigaba la picadura ultrasónica de polvos abrasivos

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina de ultrasonidos

GeneradorConvierte la baja frecuencia en potencia eléctrica de alta frecuencia

TransductorConvierte la energía eléctrica en vibración mecánica.

PortaherramientasUnión este el transductor y la herramienta.

Herramienta:Hechas de materiales dúctiles (latón, acero dulces e inoxidables).

Detalle

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina de ultrasonidos

GeneradorConvierte la baja frecuencia en potencia eléctrica de alta frecuencia

TransductorConvierte la energía eléctrica en vibración mecánica.

PortaherramientasUnión este el transductor y la herramienta.

Herramienta:Hechas de materiales dúctiles (latón, acero dulces e inoxidables).

Detalle

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina de ultrasonidos

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento de un ultrasonidos

Principio básico

Vibración de una herramienta a frecuencias ultrasónicas (entre 18 y 40 kHz), que se acopla a un medio abrasivo y agua para erosionar el material de la pieza de trabajo.

Etapas clave

Info

Info

Vibración ultrasónica

Proceso de erosión

Info

Info

Suspensión abrasiva

Control de la herramienta

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Desventajas de un ultrasonidos

Ventajas /

Alta precisión y acabados finos

Velocidad de mecanizado lenta

No hay generación de calor

Desgaste de la herramienta

Procesa materiales difíciles

Materiales de la herramienta limitados

Proceso no conductor

Coste del equipo

Corte por chorro

Introducción

De agua

Máquina

De agua y abrasivo

Funcionamiento

De abrasivo

Ventajas/Desventajas

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Corte por chorro

Introducción

Década de 1930 => agua a presión relativamente baja para cortar metros, papel y metales blandos (P=100 bares). Década de 1940 => se desarrollaron para la hidráulica de la aviación y la automoción. Década de 1950 => primera máquina de chorro de líquido (cortar plástico y metales aeroespaciales). Década de 1960 => cortar metal, piedra y polietileno. Década de 1970 => primer sistema comercial (solo agua). Década de 1980 => tubos de corte de carburo de tungsteno de alta dureza y resistencia al desgaste => agua con un abrasivo. Década de 1990 => Sistemas de control de movimiento => precisión aún mayor y la posibilidad de cortar incluso piezas de trabajo muy gruesas. Década de 2000 => chorro de agua de conicidad cero Década de 2010 => tecnología de las máquinas de 6 ejes

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

MÁQUINA AGUA/

AGUA Y ABRASIVO

Los chorros de agua abrasivos utilizan partículas abrasivas que deben reponerse => Mayores costos. El corte por chorro de agua puro utiliza agua del grifo presurizada => no hay costos adicionales.

Puntos clave de las máquinas:

• bombas• boquillas de corte • cabezas de corte • tanque recogedor y sistema separador • CNC

Pure Water Jet

Abrasive Water Jet

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

MÁQUINA GAS ABRASIVO

En este caso la acción de corte es producida por una corriente de gas a alta velocidad con partículas abrasivas

No están destinadas a cortar => procesos de acabado

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento de un PWJ/AWJ

Principio básico

Se emplea un chorro fino de agua o agua y abrasivo a alta velocidad y presión.

A tener en cuenta

PWJ

AWJ

0,25 - 0,63 mm

0,1 - 0,4 mm

Diámetro abertura de la boquilla entre

Presiones

600 y 4.000 bar

5-500 mm/seg

50-1080 mm/seg

Velocidad de avance del corte

0,75-1,5mm

3-3,5 mm

Distancia entre la boquilla y la pieza a cortar

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Ventajas/Desventajas

AWJ

PWJ

Capacidad para cortar materiales más duros Velocidades de corte más rápidas Mayor precisión Económico Fácil de usar

Una alternativa más barataCorte en frío Precisión Facilidad de Uso

Para cortar metal, vidrio, piedra y otros materiales duros

Cuando los espesores son pequeños

Más caro que el chorro de agua puroMayor desgaste Preocupaciones por la salud y el medio ambiente

Más lentoMateriales limitados

La elección de uno u otro dependerá del trabajo a realizar.

Mecanizado electroquímico

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

Mecanizado electroquímico

Introducción

Raíces en el proceso de pulido electrolítico introducido en 1911 por el químico ruso E. Shpitalsky.

El concepto de mecanizado electroquímico fue introducido en la década de 1960 en aplicaciones para la industria aeroespacial en operaciones de manufactura y acabado de componentes especiales.

Hoy en día continúa siendo un importante campo de estudio debido a su potencial para el maquinado de formas complejas con excelente precisión y acabado superficial.

Trabajos más comunes

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina de electroquimica

Mesa de sujeción de piezasManómetro y caudalímetro Válvula reguladora de caudal Válvula limitadora de presión Contenedor de lodos Extractor de humos y envolvente

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento de un electroquímico

Principio básico

La pieza (ánodo) a mecanizar deberá ser conductora de electricidad mediante un proceso de disolución anódica, provocado por la acción de la herramienta (cátodo) -formada por uno o varios electrodos- cercana a la pieza y del flujo electrolítico que circula con mucha rapidez.

El material se retira de la pieza y se deposita en la herramienta pero gracias a la velocidad con la que fluye la disolución electrolítica, se consigue que no se adhiera a la herramienta.

Parámetros a tener en cuenta

Info

Herramienta

Info

Partículas microscópicas

Info

Info

Solución electrolítica

Velocidad de avance

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Desventajas de un electroquímico

Ventajas /

• poco daño superficial en la zona de trabajo • inexistencia de virutas • bajo desgaste del herramental • velocidades relativamente altas para materiales duros y difíciles de mecanizar

Electroerosión

• alto consumo de corriente eléctrica • dificultades en la retirada del barro generado en los mecanizados

Electroerosión

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

Electroerosión

Introducción

Tiene su origen a mediados del siglo XVIII cuando se descubrió el efecto erosivo que tenían las cargas eléctricas. No fue hasta casi 200 años después, durante la Segunda Guerra Mundial, cuando dos científicos soviéticos, B. y N. Lazarenko, aprovecharon ese efecto para desarrollar un proceso controlado para el mecanizado de aquellos materiales que fueran conductores. Así nació la electroerosión y se fue modificando a lo largo de los años. Los Lazarenko fueron perfeccionando el proceso hasta diseñar un circuito que consistía en varias descargas eléctricas entre dos conductores separados entre sí por una película de líquido no conductor denominado como dieléctrico.

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina de electroerosión

1.- Electrodo 2.- Pieza de trabajo 3.- Dielectrico 4.- Bomba y filtrado del dieléctrico 5.- Generador corriente eléctrica 6.- Mecanismoo de avance 7.- Control numérico

(distintas funciones)

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento de la electroerosión

Principio básico

Se produce una descarga eléctrica de alto amperaje durante fracciones de tiempo muy cortas (10-5 seg) entre el ánodo (pieza) y el cátodo (electrodo o punzón) lo que provoca una vaporización del material (entre 8.000 y 12.000 ºC) debido a la avalancha de electrones.

A tener en cuenta

Conviene premecanizar o desbastar la forma antes de aplicar la electroerosión para evitar un desgaste desigual de la herramienta.

gap.

Calidades superficiales diferentes para desbastes o acabados.

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Desventajas de la electroerosión

Ventajas /

• Procesar cualquier material conductor • Alta precision en materiales duros • Bajo desgaste de la herramienta • Buenos acabados superficiales, muy controlables

• Velocidades de trabajo lentas • Costes elevados • Materiales conductores o cerámicos

Mecanizado de alta velocidad

Mecanizado por haz de electrones

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

Mecanizado por haz de electrones

Introducción

1948 => Karl Heinz Steigerwald (físico alemán) descubre que los haces de electrones podrían ser empleados como herramientas térmicas, en particular para el taladrado de piedras preciosas que llevan los relojes, y para fundir y soldar metales en vacío. 1958 => avance industrial de la soldadura, se soldaron 5 mm de espesor de una junta a tope de una aleación de circonio

Cronología

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina de haz de electrones

1.- Fuente de electrones 2.- Cable de alto voltaje 3.- Lente magnética 4.- Cámara de vacio 5.- Bobina deflectora 6.- Mesa de trabajo 7.- Lentes ópticas

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento del haz de electrones

Principio básico

Utiliza un haz de electrones enfocado para eliminar material de una pieza de trabajo. Al acelerar electrones a altas energías y concentrarlos en un punto específico, se puede lograr una densidad de energía extremadamente alta => ablación del material con gran precisión.

A tener en cuenta

Corriente de electrones a alta velocidad dirigida hacia la superficie de la pieza a mecanizar.

El metal se funde ó vaporiza como consecuencia de la energía térmica de alta densidad generada por la energía cinética de los electrones => Necesario la camara de vacio.

Ideal para el micromecanizado, especialmente para el taladrado, ranurado y corte.

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Desventajas de la electroerosión

Ventajas /

• Precisión muy elevada • Se consiguen altas profundidades

• Máquinas complejas y costosas • Consumo energético muy elevado • Necesidad de vacio • Generacion de Rayos X => personal cualificado

Tecnología laser

Mecanizado con rayo laser

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

Mecanizado con rayo laser

Introducción

La primera aplicación comercial fue en mayo de 1967 cuando Peter Houldcroft de TWI (The Welding Institute) en Cambridge, Inglaterra, usó un haz láser CO2 asistido por oxígeno para cortar una lámina de acero de 1 mm de espesor. Laser-Work A.G. Desarrolló en 1975 el primer sistema láser de 2 ejes. Las primeras aplicaciones fueron impulsadas por fabricantes de automóviles y aviones.1980 => La introducción de pequeños láseres poco costosos como el láser de plancha de dióxido de carbono, marcó el inicio de una nueva era del "Procesamiento de materiales mediante láser".

Antecedentes

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina rayo laser

Espejo 100% reflectante

Lampara destelleante (Energía de bombeo)

(Medio activo)Tubo de descarga laser Espejo parcialmente reflectante

Haz de rayo laser

Lente

Pieza de trabajo

Longitud focal

Tres elementos necesarios:

• Cavidad óptica resonante
• Medio activo
• Bombeo

Resto de elementos:

• Lente optica

A tener en cuenta

• Longitud focal

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento del Rayo Laser

Principio básico

Un láser es un transductor óptico que convierte la energía eléctrica en un haz luminoso monocromático coherente (concentrado) y alineado.

Rayos luminosos de duración muy breve pero de muy elevada energía.

A tener en cuenta

Se desprende el material por vaporización y desgaste.

Ampliamente empleado en procesos de marcado, perfilado, taladrado y corte así como en el tratamiento térmico, soldadura y medición.

Taladrados de diametros muy grandes tienen grandes inconvenientes.

Mecanizado de cualquier material

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Desventajas de Rayos Láser

Ventajas /

• Alta precisión y velocidad • Limpio • Sin costes de utillaje - No se requieren utillajes ni portapiezas adicionales • Versatilidad de materiales

• Grosor limitado del material • Consumo energético muy elevado • Elevado coste inicial y de mantenimiento • Ritmos de producción en función de los grosores de trabajo (limitados)

Haz de electrones

Corte con arco de plasma

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

Corte con arco de plasma

Introducción

El corte con plasma ha recorrido un largo camino desde que fue desarrollado a finales de los años 50 por ingenieros de Union Carbide Corp. Actualmente es uno de los procesos de corte de placa metálica de uso más amplio para una gran variedad de industrias. Empezó a ganar impulso durante la dçecada de 1960 conforme el proceso mejoró y los usuarios se dieron cuenta de su capacidad para cortar formas complejas en materiales no ferrosos a muy altas velocidades.En la década de 1970 esta tecnología reemplazó a muchas de las aplicaciones de corte de acero basadas en oxicombustible en espesores de 0.25 a 1 pulgada.

La técnica ha mejorado mucho

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina corte por arco de plasma

Componentes del sistema de plasma:

Fuente de alimentación

Consola de inicio de arco

Antorcha de plasma

Plasma => argón, argón con hidrógeno, nitrógeno, o una mezcla de ellos.

Gases protectores del arco de plasma tales como el bióxido de carbono o el oxígeno

Se genera un arco eléctrico entre el electrodo y la pieza, normalmente conocido como arco transferido.

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento del corte por arco de plasma

Principio básico

Se emplea aire comprimido o gases comprimidos, para ionizar y crear plasma. Por lo general, los gases se introducen en la máquina y, después de hacer contacto con el electrodo, se ionizan y generan más presión. Después los gases expulsan una corriente o columna de plasma puro que está lo suficientemente caliente como para cortar materiales.

A tener en cuenta

Se trabaja entre 10000 y 14000ºC

Bajo amperaje

Protección de agua

Flujo doble

Flujo sencillo

En su interior alcanza temperaturas del orden de 30.000 °C, con una velocidad de salida igual a la del sonido.

Formas de operar

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Desventajas del corte por plasma

Ventajas /

• Alta productividad • Metáles eléctricamente conductores • No se requiere precalentamiento => ahorra tiempo y dinero, además de alcanzar altas velocidades • Método de corte más preciso y rápido para ángulos, tubos o canales .

• Superficie de corte aspera • Sistema que más daño metalúrgico infringe en la superficie de la pieza • Espesor máximo de corte es de 150 mm

Corte por láser

Oxicorte

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

Oxicorte

Introducción

Mediados de 1800: se utilizó por primera vez en el soplado de vidrio. Principios de 1900: comenzó a utilizarse en otras industrias, como la soldadura y la metalurgia. Hoy en día: sigue siendo una tecnología versátil y eficiente que se utiliza en una variedad de industrias.

Cronología

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina de oxicorte

Soplete de corte, diseñado para poder suministrar la mezcla del gas combustible y el oxígeno en las cantidades adecuadas.

Consta de dos bombonas de gases, manoreductores, soplete, mangueras y válvulas de seguridad.

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento del oxicorte

Principio básico

Es un proceso de corte térmico de materiales.

Utiliza el calor de la combustión de ciertos gases (acetileno) conjugado con la reacción exotérmica del metal con el oxígeno (se produce una reacción química del metal a cortar con el oxígeno).

A tener en cuenta

Metáles no férricos => aditivos químicos, en forma de flujos o polvos, a la corriente de oxigeno.

El proceso consta de dos etapas:

El acero se calienta a alta temperatura (900 °C) con la llama producida por el oxígeno y un gas combustible.

Una corriente de oxígeno corta el metal y elimina los óxidos de hierro producidos.

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Desventajas del oxicorte

Ventajas /

• Produce una llama muy caliente => ideal para una variedad de aplicaciones • Produce emisiones muy bajas • Eficiente => produce más energía a partir de la misma cantidad de combustible

• Zona afectada por el calor más ancha en todo el espesor • Tolerancias pobres • Proceso de corte lento

Plasma vs. Oxicorte

Mecanizado químico (CM)

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

Mecanizado químico (CM)

Introducción

Los egiptos ya lo utilizaban para conformar cobre con ácido cítrico En el siglo XIX se utilizaba con fines decorativo Desde la segunda guerra mundial se utilizo en la industria aeronaútica La principal aplicación en nuestros días es en la industria electrónica y micro-electromecánica

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Máquina de CM

Existen distintos procesos de mecanizado químico (CM) : fresado, troquelado ó corte, grabado y fotoquímíco

El CM es la disolución controlada del material de la pieza de trabajo (grabado) por medio de un reactivo químico fuerte (grabador).

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Funcionamiento del CM

Principio básico

El material se elimina de áreas seleccionadas de la pieza mediante inmersión en reactivos químicos o acondicionadores; como ácidos y soluciones alcalinas.

Pasos a seguir

Alivio de tensiones residuales

Preparación

Mascara

Enmascaramiento =>

Grabado =>

Ataque químico

Desenmascarado

MECANIZADO POR ULTRASONIDOS

Desventajas del CM

Ventajas /

• No existen fuerzas de acción sobre la pieza => se evitan daños • Adecuado para grandes superficies • No hay rebabas • Bajos costos de equipos • Fácil de adaptar a cambios de diseño • Maquinado de contornos complejos

• Espesor y precisión limitados • Defectos superficiales (productos químicos) • Reactivos preligrosos

Fabricación Aditiva

La Fabricación Aditiva es una tecnología que consiste en la fabricación de componentes por aporte de materia. Es un nuevo concepto de producción a través del cual el material es depositado capa a capa de manera controlada donde sea necesario.

FDM

Tecnología de modelado por deposición fundida

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

FDM

Introducción

Fue desarrollada en la década de 1980 y ha evolucionado hasta convertirse en una opción popular tanto para aficionados como para profesionales. El FDM es una tecnología basada en filamentos en la que un cabezal controlado mediante temperatura extruyendo de forma precisa un material termoplástico capa a capa sobre una plataforma de construcción.

FDM

MÁQUINA

Extrusora (Cabezal de impresión):Función: Es el componente clave que funde el material y lo deposita capa por capa. Composición: Generalmente, consta de un motor que empuja el filamento de plástico a través de un calentador y una boquilla que regula la cantidad y el flujo del material. Materiales comunes: PLA, ABS, PETG, nylon, entre otros. Cama de impresión (Plataforma): Función: Es la superficie sobre la cual el material depositado se adhiere. Suele estar calefaccionada para evitar el warping (deformación). Movimiento: Puede ser fija o moverse en el eje Z (de arriba a abajo) mientras que la extrusora se desplaza en los ejes X e Y. Ejes de Movimiento (X, Y, Z): Función: Permiten el movimiento de la extrusora y la cama en tres dimensiones. Estos movimientos son controlados por motores paso a paso, lo que garantiza una alta precisión en la colocación del material.

FDM

FUNCIONAMIENTO

La impresión 3D comienza cuando la maquina alcanza una temperatura alrededor de los 200°C, necesaria para la fusión del material. Entre los materiales de impresión 3D más populares en la deposición por fusión se encuentran el PLA (ácido poliacético) y el ABS (Acrilonitrilo butadieno estireno). Una vez que se calienta la máquina, se extruye un filamento de material de 1,75 mm o 2,85 mm de diámetro sobre la plataforma a través de una boquilla que se mueve sobre 3 ejes x, y z. La plataforma desciende un nivel con cada nueva capa aplicada, hasta que se imprima el objeto. Durante la impresión, se pueden utilizar soportes para mejorar la calidad de ciertos modelos. Su función es apoyar las partes sobresalientes del modelo 3D, ya que hay ciertos modelos que sin apoyo es muy difícil que consigan ser impresos. Estos soportes pueden estar hechos del mismo material que el objeto impreso o en un material que sea soluble en agua.

FDM

VENTAJAS DESVENTAJAS

• Muy aceptable precisión dimensional
• Escaso mantenimiento de máquina
• No se requiere personal excesivamente cualificado
• Modelos flexibles
• Posibilidad de post acabados
• Fácil montaje por pegado
• No necesita post curado como otros procesos
• Variedad de materiales: ABS, PS, PC y otros
• Resulta simple el intercambio de materiales
• Fácilmente utilizable como impresora 3D de oficina

• Resistencia mecánica: Es importante tener en cuenta los esfuerzos que se requieren aplicar a las piezas para evitar las direcciones que separen las capas
• No es bueno para detalles pequeños
• Terminación superficial algo rugosa
• No se pueden hacer paredes muy delgadas
• Lento para piezas voluminosas

DED

Tecnología de Deposición de Energía Dirigida

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

DED

Introducción

La tecnología DED tiene sus raíces en la soldadura, especialmente en técnicas de soldadura por láser y soldadura por haz de electrones. Estas técnicas fueron desarrolladas en las décadas de 1960 y 1970, principalmente para aplicaciones en la industria aeroespacial y automotriz, donde era necesario unir o reparar materiales metálicos con alta precisión.

DED

MÁQUINA

Fuente de Energía Dirigida La fuente de energía dirigida es uno de los componentes clave en una máquina DED. Puede ser un láser, un haz de electrones o un sistema de plasma. Esta fuente de energía tiene la función de fundir el material de aportación para que se pueda depositar y solidificar sobre la pieza. Material de Aportación (Polvo o Alambre) El material de aportación puede ser en forma de polvo metálico o alambre. Este material es el que se funde y se deposita capa por capa en la pieza. Sistema de Movimiento (Ejes CNC o Robótico) El sistema de movimiento de la máquina es el que guía la fuente de energía y el material de aportación para depositarlos con precisión sobre la pieza. Plataforma de Construcción La plataforma es donde se deposita el material fundido. En algunos sistemas, la plataforma puede moverse para ajustarse a las capas depositadas, mientras que en otros sistemas puede ser fija. Sistema de Control y Software (CAD/CAM) El sistema de control está basado en software que traduce el modelo 3D de la pieza a instrucciones para la máquina. Este software controla todos los aspectos del proceso, desde el movimiento de la máquina hasta la cantidad de material que se deposita.

DED

FUNCIONAMIENTO

Preparación del Modelo 3D El primer paso es crear o importar un modelo 3D de la pieza a fabricar, utilizando software CAD (Diseño Asistido por Computadora). El modelo 3D se convierte en un archivo compatible con la impresora (como STL o un archivo específico para DED) y luego se procesa a través del software CAM para convertirlo en instrucciones para la máquina. Carga del Material Se carga el material de aportación en forma de polvo metálico o alambre. El material se introduce en la máquina y se alimenta hacia la zona de deposición donde la energía dirigida lo fundirá. Deposición y Fundido del Material El láser (o la fuente de energía seleccionada) comienza a fundir el material de aportación mientras se mueve sobre la superficie de la pieza base. El material fundido se deposita en pequeñas gotas controladas, formando una capa uniforme sobre la superficie. Al mismo tiempo, el sistema de movimiento (ya sea robótico o CNC) guía el cabezal Solidificación y Adherencia de Capas El material depositado se solidifica inmediatamente al enfriarse o cuando el proceso de curado (por ejemplo, mediante energía dirigida) lo permite. La plataforma se ajusta (generalmente desciende) para permitir que la siguiente capa se deposite sobre la anterior. Este proceso se repite capa por capa hasta que se completa la pieza. Postprocesado Una vez terminada la pieza, puede requerir un postprocesado para mejorar sus propiedades o acabados superficiales. Esto podría incluir tratamientos térmicos, mecanizado o limpieza de cualquier material de soporte residual. Dependiendo de la aplicación, también puede ser necesario realizar inspección para verificar la calidad de las piezas producidas.

DED

VENTAJAS DESVENTAJAS

Velocidad Relativamente Lenta Costos Elevados de Maquinaria y Material Limitación en el Tamaño de las Piezas Requiere Postprocesamiento Desafíos en la Calidad y Propiedades del Material

Alta Precisión y Control de Material Flexibilidad en Materiales Capacidad para Fabricar Piezas Complejas Eficiencia de Material Versatilidad en Aplicaciones

SLA

Tecnología de estereolitografía

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

SLA

Introducción

Es una de las primeras técnicas de impresión 3D desarrolladas y marcó un hito en la fabricación aditiva. Su origen se remonta a la década de 1980 y fue inventada por Chuck Hull, un ingeniero estadounidense. La estereolitografía es una tecnología láser que emplea una resina líquida sensible a la luz UV. Un rayo láser UV escanea la superficie de la resina y endurece de forma selectiva el material correspondiente a la sección cruzada del producto, de forma que la pieza 3D se crea desde abajo hacia arriba. Los apoyos necesarios se generan de forma automática y se retiran de forma manual al finalizar el proceso.

SLA

MÁQUINA

• Tanque de resina: Contenedor que almacena la resina líquida fotosensible. La superficie de la resina es donde se proyecta el láser para solidificarla y formar las capas.
• Plataforma de construcción: Superficie móvil que se sumerge en el tanque de resina y sobre la cual se forma el objeto capa por capa. Se mueve hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de si el proceso es de "bottom-up" (de abajo hacia arriba) o "top-down" (de arriba hacia abajo).
• Fuente láser o proyector de luz UV: Emite un rayo láser ultravioleta o luz proyectada para trazar el patrón de cada capa en la resina. La energía de la luz provoca la fotopolimerización, solidificando la resina en la forma deseada.
• Sistema de espejos galvánicos (en SLA basada en láser): Conjunto de espejos que se mueven rápidamente para dirigir el rayo láser sobre la superficie de la resina y dibujar cada capa con precisión.
• Cubo de resina o depósito de resina: Reserva adicional de resina que se utiliza para recargar el tanque principal cuando es necesario.
• Software de control: Programa que gestiona el proceso de impresión, cargando el archivo CAD y controlando el movimiento de la plataforma, la activación del láser y la secuencia de las capas.
• Panel de control o pantalla táctil: Interfaz de usuario para configurar la impresora, iniciar y monitorear el proceso de impresión.
• Sistema de ventilación y filtración: Ayuda a controlar la emisión de vapores y garantiza un entorno de trabajo más seguro.

SLA

FUNCIONAMIENTO

El proceso comienza con la carga de un archivo CAD en el software de la impresora. La plataforma de construcción se sumerge en el tanque de resina, dejando una capa delgada de resina líquida sobre la superficie. El láser o la fuente de luz UV traza un patrón de la primera capa, solidificando la resina en la forma deseada. Una vez terminada una capa, la plataforma se mueve, exponiendo la siguiente capa de resina líquida. El proceso se repite hasta que se completa la pieza. Al finalizar la impresión, la pieza debe ser retirada de la plataforma, lavada para eliminar el exceso de resina y curada en una cámara de luz UV para mejorar sus propiedades mecánicas y de durabilidad.

SLA

VENTAJAS DESVENTAJAS

• Alta precisión y detalle: La SLA es conocida por su capacidad para producir piezas con detalles finos y una resolución superior, lo que la hace ideal para prototipos detallados y modelos complejos.
• Acabado superficial suave: Las piezas producidas por SLA suelen tener un acabado superficial liso en comparación con otras tecnologías de impresión 3D, lo que reduce la necesidad de posprocesamiento.
• Complejidad de diseño: Permite la fabricación de geometrías complicadas y estructuras intrincadas que serían difíciles de crear con métodos de fabricación tradicionales.
• Variedad de resinas: Existen muchas resinas fotosensibles con diferentes propiedades, como alta resistencia al calor, flexibilidad o biocompatibilidad, lo que amplía el rango de aplicaciones posibles.
• Prototipos funcionales y piezas finales: Además de prototipos, la SLA puede ser utilizada para fabricar moldes, modelos dentales y piezas para aplicaciones médicas y de ingeniería.

• Costo de los materiales: Las resinas fotosensibles suelen ser más caras que los filamentos o polvos utilizados en otras tecnologías de impresión 3D.
• Fragilidad de las piezas: Dependiendo del tipo de resina, las piezas pueden ser más frágiles y menos resistentes que las producidas con otros métodos como FDM o SLS, lo que limita su uso en aplicaciones que requieren alta durabilidad.
• Tiempo de posprocesamiento: Las piezas necesitan ser lavadas para remover la resina no solidificada y curadas en una cámara UV para maximizar su resistencia, lo que añade tiempo al proceso de producción.
• Desgaste del tanque de resina: El tanque de resina, especialmente la lámina que permite la solidificación del láser, puede desgastarse con el tiempo y necesita ser reemplazado periódicamente.
• Sensibilidad a la luz: Las resinas son fotosensibles y pueden degradarse si están expuestas a la luz natural, lo que implica una manipulación cuidadosa y almacenamiento adecuado.
• Emisiones de vapores: Algunas resinas pueden emitir olores o vapores que requieren una ventilación adecuada y precauciones de seguridad durante el uso.

DLP

Tecnología de procesamiento de luz digital

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

DLP

Introducción

Su origen fue en el año 1993, cuando la empresa Texas Instruments desarrolló el sistema basado en un chip DMD (Digital Micromirror Device), que controla miles de espejos microscópicos para dirigir la luz de manera precisa. Este avance permitió la creación de dispositivos de proyección de alta resolución. El proceso principal es el de fotopolimerización, en el cual se endurece el patrón principal, gracias al uso de un láser. Seguido de esto la base baja un poco, específicamente baja la distancia equivalente al grosor de la capa principal, para así poder hacer la capa siguiente de la misma manera. Poco a poco se va avanzando para así terminar la pieza capa por capa.

DLP

MÁQUINA

Chip DMD (Digital Micromirror Device) Descripción: El corazón de una máquina DLP es el chip DMD, que contiene miles o millones de microespejos en una pequeña superficie. Función: Los microespejos reflejan la luz proyectada de manera controlada. En la impresión 3D, cada espejo refleja la luz para curar la resina fotosensible según la forma de cada capa del objeto. Fuente de Luz UV (Ultravioleta) Descripción: La resina fotosensible utilizada en impresión 3D DLP es curada por luz ultravioleta (UV). Función: La fuente de luz proyecta luz UV a través del chip DMD, que luego la refleja hacia la plataforma de impresión. Plataforma de Impresión Descripción: La plataforma es donde se deposita la resina fotosensible. Función: La plataforma se mueve lentamente hacia abajo a medida que se va curando la resina, capa por capa. Esto permite que el objeto se cree de forma tridimensional.

DLP

FUNCIONAMIENTO

El PROCESAMIENTO DIGITAL DE LUZ (DLP) es similar al anterior (estereolitografía), ya que ambas usan fotopolímeros. Mientras que la estereolitografía utiliza un láser UV, el procesamiento de luz se basa en un proyector DPL para endurecer la resina. Por tanto, el proceso es prácticamente igual, un tanque de polímero líquido se expone a un proyector DLP que proyecta la luz (diminutos espejos se inclinan hacia adelante y hacia atrás) a lugares que necesitan ser solidificados. Al contacto con la luz, el polímero líquido se endurece y forma así un objeto sólido. Luego, la plataforma de impresión desciende un espesor de la capa y el proceso de solidificación por DLP se reitera tantas veces como capas han de ser producidas. Después del proceso las piezas se someten a un baño químico para eliminar el exceso de material y a un curado en un horno UV.

DLP

VENTAJAS DESVENTAJAS

Tamaño de la Pieza Limitado Materiales Costosos Postprocesamiento Requerido Fragilidad de las Piezas Dependencia de la Calidad del Proyector Posible Toxicidad de Resinas

Alta Precisión y Resolución Velocidad de Impresión Precisión en la Geometría y Complejidad Variedad de Materiales (Resinas) Mayor Control de la Calidad del Producto

SLS

Sinterización selectiva por laser

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

SLS

Introducción

El origen del sinterizado selectivo por láser (SLS) se remonta a la década de 1980. Esta tecnología fue desarrollada como parte del auge de las técnicas de fabricación aditiva o impresión 3D, que buscaban métodos más rápidos y eficientes para prototipado y producción.La idea surgió en 1984, consolidando un método que utilizaba un láser de alta potencia para fundir y fusionar partículas de polvo (metálico, plástico u otros materiales) capa por capa para formar un objeto sólido. El primer prototipo del SLS surgió como una respuesta a la necesidad de un proceso de prototipado más rápido que los métodos tradicionales de fabricación, como el mecanizado y la fundición.

SLS

MÁQUINA

La máquina de SLS tiene un diseño robusto y generalmente se asemeja a una cabina cerrada de gran tamaño. En su interior, contiene los mecanismos y componentes necesarios para llevar a cabo el proceso de sinterización, con sistemas de control para regular la temperatura, el láser y el manejo del material en polvo.

• Fuente láser: El componente clave que emite un rayo láser de alta potencia, normalmente de CO2 o fibra, que proporciona la energía para fundir el polvo.
• Sistema de escaneo: Conjunto de espejos móviles que dirigen el rayo láser sobre la superficie del polvo de acuerdo con el diseño CAD.
• Plataforma de construcción: Superficie sobre la cual se va formando la pieza. Se mueve hacia abajo a medida que se sinterizan las capas sucesivas.
• Rodillo: Mecanismo que distribuye una capa uniforme de polvo sobre la plataforma antes de cada sinterización.
• Cámara de construcción: Área donde se realiza el proceso, que suele estar cerrada y controlada en cuanto a temperatura y atmósfera (puede estar llena de gas inerte para evitar la oxidación).
• Sistema de control y software: Permite cargar los diseños CAD, controlar el funcionamiento del láser y gestionar el proceso de sinterización.
• Depósito de polvo: Recipiente que contiene el material en polvo antes de ser distribuido en la plataforma de construcción.

SLS

FUNCIONAMIENTO

Para iniciar el proceso y preparar la impresora 3D SLS, el depósito de polvo y el área de construcción primero se calientan por debajo de la temperatura de fusión del polímero. Se descarga la primera capa de polvo sobre la plataforma de construcción (2). Un láser de CO2 luego escanea el contorno de la siguiente capa y sinteriza selectivamente (fusiona) las partículas del polímero en polvo. La sección transversal completa del componente se escanea, por lo que la parte se construye de manera sólida (3). Cuando la capa se completa, la plataforma de construcción se mueve hacia abajo y se vuelve recubrir la superficie de material. El proceso se repite hasta que toda la parte está completa (4). Después de la impresión, las piezas están completamente encapsuladas en el polvo. Este contenedor de polvo tiene que enfriarse antes de poder pasar a la limpieza y postprocesamiento de la pieza. Esto puede llevar hasta 12 horas. Posteriormente, las piezas se limpian con aire comprimido u otro medio de limpieza, y están listas para usar o para un proceso posterior.

SLS

VENTAJAS DESVENTAJAS

• Complejidad de diseño: Permite la creación de piezas con geometrías complejas y detalles intrincados que serían difíciles o imposibles de lograr con métodos de fabricación tradicionales.
• Sin necesidad de soportes: A diferencia de otras tecnologías de impresión 3D, el polvo no sinterizado actúa como soporte para las capas superiores, lo que permite fabricar piezas con voladizos y formas complejas sin estructuras de soporte adicionales.
• Variedad de materiales: Puede utilizarse con una amplia gama de materiales, incluidos plásticos, metales, cerámicas y compuestos, lo que la hace muy versátil para diferentes aplicaciones.
• Resistencia de las piezas: Las piezas producidas mediante SLS suelen tener buena integridad estructural y resistencia mecánica, adecuadas para prototipos funcionales y piezas finales.
• Rapidez en prototipado: Permite fabricar prototipos y series pequeñas de producción rápidamente en comparación con métodos de fabricación tradicionales.

• Costo elevado: Las máquinas de SLS y los materiales en polvo de calidad suelen ser caros, lo que puede limitar su uso a proyectos específicos o empresas con un presupuesto adecuado.
• Acabado superficial: Las piezas producidas por SLS suelen tener una textura rugosa y pueden requerir posprocesamiento (lijado, pulido) para obtener un acabado más liso.
• Uso de materiales específicos: No todos los materiales en polvo son compatibles con SLS, y los materiales deben cumplir ciertos criterios de granulometría y composición.
• Consumo energético: El proceso de SLS puede ser intensivo en cuanto a consumo de energía, especialmente debido al uso del láser y la necesidad de controlar la temperatura en la cámara.
• Tiempo de enfriamiento: Las piezas pueden necesitar un tiempo considerable de enfriamiento en la cámara para evitar deformaciones o tensiones internas, lo que puede ralentizar el proceso total de producción.
• Gestión del polvo: El manejo de polvo fino requiere precauciones, ya que puede ser tóxico o inflamable, además de requerir un entorno controlado para evitar contaminaciones y asegurar la calidad del producto.

SLM

Tecnología de fusión selectiva por láser

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

SLM

Introducción

SLM es similar a SLS, pero se utiliza principalmente para materiales metálicos. Utiliza un láser de alta potencia para fundir completamente el polvo metálico, lo que permite la producción de componentes con propiedades mecánicas comparables a las obtenidas mediante procesos de fabricación tradicionales. La Fusión Selectiva por Láser (SLM) como tecnología específica fue desarrollada y patentada en 1995 por Markus Reismann y Peter J. O’Connell de la empresa EOS GmbH en Alemania, una de las principales empresas de fabricación aditiva.

SLM

MÁQUINA

1. Fuente de Láser Descripción: Una fuente de láser de alta potencia, normalmente un láser de fibra, se utiliza para fundir el polvo metálico. 2. Plataforma de Construcción Descripción: Es donde se coloca el polvo metálico y donde la pieza se construye capa por capa. 3. Lecho de Polvo Descripción: Consiste en una capa de polvo metálico (titanio, aluminio, acero inoxidable, etc.) que se aplica de manera uniforme sobre la plataforma de construcción. 4. Sistema de Escaneo del Láser Descripción: El láser es guiado sobre el lecho de polvo mediante un sistema de escaneo de espejos (galvos) o un sistema de lentes. 5. Sistema de Control y Software Descripción: La máquina utiliza un software de control que interpreta los archivos 3D (normalmente en formato STL) y los convierte en instrucciones para guiar el láser y el movimiento de la plataforma.

SLM

FUNCIONAMIENTO

Preparación del Modelo 3D El modelo 3D de la pieza a fabricar se crea en un software de diseño asistido por computadora (CAD). Este modelo se exporta a un software de corte (slicer), que divide el modelo 3D en capas finas (generalmente de 20 a 100 micras) que serán impresas una a una. Aplicación del Polvo Metálico Una capa fina de polvo metálico se esparce uniformemente sobre la plataforma de construcción. Este polvo es el material que se utilizará para fabricar la pieza. Fusión del Polvo con el Láser Un láser de alta potencia incide sobre la capa de polvo metálico, fundiéndolo selectivamente para formar una capa sólida que sigue la forma del diseño digital de esa capa. Solo las áreas donde el láser incide se funden, y el polvo no expuesto permanece intacto. Repetición del Proceso Una vez que la primera capa se ha fusionado, la plataforma de construcción desciende ligeramente. Luego, se aplica una nueva capa de polvo metálico sobre la capa anterior, y el láser repite el proceso de fusión, construyendo la siguiente capa del objeto. Postprocesamiento Después de completar la construcción de la pieza, se debe retirar el polvo sobrante y realizar un tratamiento térmico para mejorar las propiedades mecánicas del metal. En algunos casos, se pueden requerir procesos de acabado superficial para obtener la calidad deseada.

SLM

VENTAJAS DESVENTAJAS

Alta Precisión y Complejidad GeométricaMejores Propiedades Mecánicas Materiales de Alta Calidad Optimización del Diseño Fabricación Personalizada

Costo de la Máquina y MaterialesTiempo de Producción Postprocesamiento

EBM

Tecnología de fusión de haz de electrones

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

EBM

Introducción

La tecnología EBM como proceso de fabricación aditiva comenzó a tomar forma a finales de la década de 1980 y principios de la década de 1990, impulsada por el auge de las tecnologías de impresión 3D y fabricación aditiva. Fue desarrollada principalmente por Arcam AB, una empresa sueca fundada en 1997 que se especializa en la tecnología de EBM. El objetivo inicial era crear un proceso que pudiera fabricar piezas metálicas de alta calidad, especialmente para sectores que requerían materiales resistentes y precisión como la industria aeroespacial y la medicina.

EBM

MÁQUINA

Fuente de Haz de Electrones Descripción: Un generador de electrones (o acelerador de electrones) produce un haz de electrones altamente enfocado. Este haz es dirigido hacia el material de polvo metálico para fundirlo y formar las capas de la pieza. Cámara de Vacío Descripción: La máquina EBM opera en una cámara de vacío donde se elimina el aire para evitar la dispersión del haz de electrones y proteger el material del oxígeno. Lecho de Polvo Metálico Descripción: El lecho de polvo es un contenedor donde se coloca el polvo metálico (como titanio, acero inoxidable, cobalto-cromo). Este polvo se aplica capa por capa para construir la pieza. Plataforma de Construcción Descripción: La plataforma de construcción es donde se deposita y solidifica el polvo metálico. Se mueve hacia abajo después de cada capa terminada, lo que permite agregar una nueva capa de polvo. Sistema de Escaneo y Focalización del Haz de Electrones Descripción: Un sistema de escaneo electromagnético controla la dirección y focalización del haz de electrones. Este sistema permite que el haz se mueva con alta precisión sobre el lecho de polvo.

EBM

FUNCIONAMIENTO

Preparación del Modelo 3D El proceso comienza con el diseño de un modelo 3D en un software CAD . Este diseño se convierte en un archivo que puede ser procesado por el software de la máquina EBM. El modelo 3D se divide en capas finas, y el software prepara las instrucciones para dirigir el haz de electrones en cada capa de acuerdo con el diseño. Carga del Polvo Metálico Se aplica una capa delgada de polvo metálico sobre la plataforma de construcción. Este polvo puede ser de titanio, acero inoxidable, aluminio, cobalto-cromo, entre otros materiales. El polvo se distribuye uniformemente y queda listo para ser fundido por el haz de electrones. Fusión del Polvo con el Haz de Electrones El haz de electrones generado por el generador de electrones se focaliza sobre la capa de polvo metálico. El haz de electrones tiene una alta densidad de energía, lo que permite fundir el polvo metálico de manera controlada. Construcción Capa por Capa Después de que una capa se ha fundido y solidificado, la plataforma de construcción desciende ligeramente y se aplica una nueva capa de polvo metálico. El haz de electrones sigue fundiendo capa por capa según el diseño 3D, construyendo la pieza de abajo hacia arriba. Postprocesamiento Una vez que la pieza está completa, el polvo sobrante se retira y, si es necesario, se realiza un tratamiento térmico o acabado superficial para mejorar las propiedades mecánicas o estéticas de la pieza.

EBM

VENTAJAS DESVENTAJAS

Alta Calidad de Materiales Capacidad para Geometrías Complejas Precisión y Control Sin Oxidación Fabricación Rápida de Prototipos y Piezas Personalizadas

Costo Elevado Velocidad Relativamente Lenta Postprocesamiento

LOM

Tecnología de fabricación de objetos laminados

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

LOM

Introducción

La tecnología de fabricación de objetos laminados (LOM) es un proceso de fabricación aditiva que utiliza un enfoque basado en laminar capas de material (generalmente papel, plástico o metal) y cortarlas de acuerdo con el diseño tridimensional de la pieza. Este proceso se realiza capa por capa hasta que se completa el objeto. Desarrollada a finales de la década de 1980, la tecnología LOM fue una de las primeras alternativas económicas y eficientes para el prototipado rápido, utilizando materiales de bajo costo y un proceso relativamente sencillo.

LOM

MÁQUINA

1. Alimentador de Material (Láminas) La máquina LOM utiliza un alimentador de material que suministra láminas delgadas de material (como papel, plástico o metales laminados) que forman las capas del objeto. 2. Sistema de Corte (Cuchillas o Láser) El material se corta con alta precisión utilizando cuchillas o un láser de alta potencia. Dependiendo de la máquina, se pueden usar diversos métodos de corte, pero el láser es común debido a su precisión y capacidad para cortar materiales duros con facilidad. 3. Plataforma de Construcción Es la superficie donde las capas de material cortado se apilan y se fusionan para formar el objeto 3D. Esta plataforma puede tener un sistema de ajuste de altura para permitir la incorporación de nuevas capas de material. 4. Sistema de Adhesión Para asegurar que las capas se adhieran entre sí, las máquinas LOM suelen utilizar un sistema de adhesión de capa. En algunos modelos, esto puede ser una capa fina de adhesivo que se aplica entre las láminas de material. 5. Software de Control (CAD/CAM) Las máquinas LOM están controladas por un software de diseño asistido por computadora (CAD) que convierte los modelos 3D en instrucciones para la máquina. El software CAM (Fabricación Asistida por Computadora) gestiona los cortes y la secuencia de fabricación.

LOM

FUNCIONAMIENTO

Creación del Modelo 3D El proceso comienza con la creación de un modelo tridimensional de la pieza mediante software CAD. Este modelo se convierte en un archivo STL o G-code para que la máquina LOM pueda interpretarlo y generar las instrucciones necesarias para la construcción. Carga de Material Laminado La máquina recibe una lámina de material (papel, plástico o metal) que se alimenta en la plataforma de construcción. A menudo, el material se almacena en bobinas o rollos y se corta a medida según la capa requerida. Corte de la Capa Superior Un láser o cuchilla corta la primera capa de material según el diseño 3D. El láser es guiado por el sistema de control para seguir el contorno de la capa. Adhesión de la Capa y Descenso de la Plataforma Una vez que se corta la capa, se aplica adhesivo (si es necesario) entre las capas, y la plataforma desciende ligeramente para permitir que se agregue una nueva capa de material. Repetición del Proceso Capa por Capa Este proceso se repite capa por capa. La máquina continúa alimentando material, cortando las capas y uniéndolas hasta que la pieza esté completamente formada. Postprocesamiento y Acabado Una vez que el objeto está completo, la máquina LOM extrae el material sobrante y realiza un proceso de limpieza. En algunos casos, se puede aplicar un tratamiento térmico o de acabado superficial para mejorar la resistencia o la estética del objeto.

LOM

VENTAJAS DESVENTAJAS

Resolución Limitada Materiales Limitados Postprocesamiento Necesario

Costo Bajo de Materiales Proceso Rápido Simplicidad en el Proceso Flexibilidad en Materiales

BJ

Tecnología Binder Jetting Inyección de aglutinante

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

BJ

Introducción

La tecnología Binder Jetting (BJ) es un proceso de fabricación aditiva que utiliza un aglutinante líquido para unir partículas de material en polvo (metales, cerámica, plástico, arena, entre otros), construyendo un objeto capa por capa. La tecnología Binder Jetting fue desarrollada por Soligen Inc. y sus primeros trabajos comenzaron a fines de la década de 1980 y principios de los años 1990. El objetivo inicial de la tecnología era crear un proceso de fabricación aditiva que pudiera utilizarse para producir piezas de metal sin necesidad de fundición o moldes.

BJ

MÁQUINA

Alimentador de Material (Polvo) La máquina tiene un sistema de suministro de polvo que carga el material en la plataforma de construcción. El polvo puede ser metálico, cerámico, plástico, o incluso arena dependiendo del tipo de pieza que se quiera fabricar. Cabezal de Inyección de Aglutinante Un cabezal de inyección similar al de una impresora de inyección de tinta, que dispersa el aglutinante líquido sobre las partículas de polvo. Este aglutinante se deposita de forma precisa siguiendo el contorno del modelo 3D que se va a construir. Plataforma de Construcción Es la base donde se apilan las capas de material. A medida que cada capa es completada, la plataforma desciende ligeramente para permitir la deposición de la siguiente capa de polvo y aglutinante. Sistema de Raspado (Repartidor de Polvo) Un raspador o repartidor distribuye de manera uniforme el polvo sobre la superficie de la plataforma de construcción. Sistema de Control (Software CAD/CAM) Al igual que otras tecnologías de fabricación aditiva, el proceso de Binder Jetting está controlado por un software CAD/CAM. El archivo 3D se procesa en el software, que divide el modelo en capas y genera las instrucciones para el cabezal de inyección.

BJ

FUNCIONAMIENTO

Preparación del Modelo 3D Se diseña el objeto en un software CAD (como SolidWorks o AutoCAD). El modelo 3D se convierte en un archivo STL o formato compatible con la máquina, que divide el modelo en capas horizontales. Carga del Polvo en la Plataforma El polvo se coloca uniformemente en la plataforma de construcción. Dependiendo del material (metal, cerámica, etc.), este polvo puede venir en diferentes formas y tamaños de partículas. Inyección del Aglutinante Un cabezal de inyección de aglutinante deposita el aglutinante líquido sobre el polvo siguiendo la forma exacta de la capa de la pieza. La máquina cura parcialmente la capa, uniendo las partículas del polvo, y la plataforma desciende para permitir la formación de una nueva capa. Repetición del Proceso Capa por Capa La plataforma sigue descendiendo y se aplican sucesivas capas de polvo y aglutinante, lo que da forma al objeto capa por capa hasta que se completa. El proceso es altamente automático y controlado por el software, lo que asegura una alta precisión en las dimensiones y los detalles del objeto. Postprocesamiento Después de completar el objeto, la pieza es retirada de la máquina, y el exceso de polvo no aglutinado es eliminado. Dependiendo del material utilizado, las piezas pueden requerir un proceso de curado, sinterización o endurecimiento en horno para mejorar la resistencia y durabilidad del producto final.

BJ

VENTAJAS DESVENTAJAS

Alta Velocidad Variedad de Materiales Bajo Costo de Materiales Alta Precisión Eficiencia

Resistencia de las Piezas Tiempo de Postprocesado No apto para piezas grandes sin soporte adicional

MJ

Tecnología de inyección de material

Introducción

Máquina

Funcionamiento

Ventajas/Desventajas

MJ

Introducción

La tecnología de inyección de material (MJ), también conocida como Material Jetting (MJ), es un proceso de fabricación aditiva que utiliza cabezales de impresión para inyectar materiales líquidos sobre una plataforma de construcción, donde se solidifican capa por capa para formar un objeto tridimensional. El origen de Material Jetting (MJ) se puede rastrear a los desarrollos iniciales en la impresión 3D y en la creación de procesos aditivos en las décadas de 1980 y 1990.

MJ

MÁQUINA

Cabezal de Inyección de Material El cabezal de inyección es el componente principal que dispensa el material líquido sobre la plataforma. Este cabezal tiene una o varias boquillas que inyectan pequeñas gotas de material que se van depositando en las capas sucesivas. Plataforma de Construcción La plataforma es donde se construye la pieza. A medida que se va depositando material, la plataforma desciende ligeramente para permitir que la siguiente capa de material sea colocada encima de la capa anterior. Material de Inyección (Resinas o Plásticos) Los materiales empleados en Material Jetting suelen ser resinas fotopoliméricas que se curan al ser expuestas a luz UV, aunque también se pueden usar otros materiales líquidos, como plásticos o elastómeros. Existen impresoras que permiten la inyección de múltiples materiales para crear piezas con diferentes propiedades dentro de una misma impresión. Sistema de Curado (Luz UV) En muchas impresoras de Material Jetting, el material se cura (se solidifica) rápidamente mediante la exposición a luz ultravioleta (UV). Este sistema está integrado en la impresora y puede ser una lámpara UV fija o un sistema de luz controlado que pasa sobre cada capa de material. Sistema de Control y Software (CAD/CAM) El software es esencial en la operación de la impresora. Generalmente, se utiliza un archivo CAD del objeto 3D que se va a fabricar. El software de Control de Fabricación (CAM) convierte este archivo en un conjunto de instrucciones para la impresora.

MJ

FUNCIONAMIENTO

Preparación del Modelo 3D El primer paso es crear o importar un modelo 3D del objeto que se va a fabricar en un software CAD (como SolidWorks o AutoCAD). El archivo 3D se convierte en un formato compatible con la impresora, como STL, y luego se procesa en el software CAM para dividir el modelo en capas horizontales. Carga del Material El material de inyección se carga en la impresora. Algunas impresoras permiten utilizar diferentes materiales en diferentes partes de la pieza, lo que abre las posibilidades para multimateriales y multicolores. Inyección de Material El cabezal de inyección comienza a depositar pequeñas gotas del material en la plataforma de construcción, capa por capa. A medida que el material se deposita, la plataforma de construcción desciende ligeramente para permitir la construcción de la siguiente capa. Curado de la Capa Una vez que el material se ha depositado en cada capa, se expone a la luz ultravioleta (UV), lo que endurece el material rápidamente. Este proceso de curado asegura que las piezas mantengan su forma y que el material se solidifique antes de continuar con la siguiente capa. Repetición de Capas El proceso se repite capa por capa hasta que la pieza completa ha sido fabricada. Las capas sucesivas se adhieren firmemente a las capas anteriores debido al curado instantáneo del material. Postprocesado Una vez que la pieza está completamente impresa, puede necesitar un proceso adicional de limpieza para eliminar cualquier material de soporte o excedente. Dependiendo del material, también se puede requerir un curado adicional en un horno o una cámara UV para mejorar las propiedades mecánicas de la pieza.

MJ

VENTAJAS DESVENTAJAS

- Alta velocidad de producción- Alta precisión y detalle - Bajo costo por unidad en producción masiva - Flexibilidad en el diseño de piezas complejas - Variedad de materiales - Minimización de residuos - Automatización

- Altos costos iniciales - Limitaciones en materiales - Complejidad del diseño del molde - Complejidad del diseño del molde - Restricciones de tamaño - Tiempo de preparación - Posibilidad de defectos

Las partículas abrasivas suspendidas son empujadas contra la superficie del material por la acción de las vibraciones ultrasónicas. Estas partículas impactan en la superficie, removiendo pequeñas cantidades de material por abrasión.

Las herramientas se diseñan con la forma inversa de la geometría que se pretende obtener en cobre, bronce o acero inoxidable.

Las partículas microscópicas adheridas al material desprendido: deben ser eliminadas mediante centrifugado o sedimentación para evitar problemas medioambientales.

Estos son algunos detalles adicionales sobre la historia del oxicorte: 1802: El inventor inglés Sir Humphry Davy descubrió que quemar un gas combustible en oxígeno producía una llama mucho más caliente que quemarlo en el aire. 1830: El químico francés Jean-Baptiste-André Dumas desarrolla el primer soplete de oxicorte. 1845: El soplador de vidrio estadounidense John Frederick Taylor inventó la cerbatana de oxicorte. Principios de 1900: El oxicorte comenzó a utilizarse en soldadura y metalurgia. 1970: Comenzó a utilizarse en la generación de energía, para reducir las emisiones.

El objetivo de Hull, era crear prototipos de forma más rápida que con los métodos tradicionales, que eran lentos y costosos.

La herramienta, generalmente hecha de un material relativamente blando como el acero o el titanio, es vibrada a frecuencias muy altas (de 20,000 a 40,000 ciclos por segundo) por un transductor piezoeléctrico o magnetoestrictivo.

La solución electrolítica se compone de agua y sales (NaCl o NaNO3). Se encarga de retirar el material desprendido, evacuar el calor generado y las burbujas de hidrógeno.

Mejor usar plasma

Mejor usar oxicorte

Corte de materiales más delgados Corte de materiales no ferrosos Corte de alta precisión Corte más rápido Limpieza

Corte de materiales gruesos Corte de acero al carbono Menor costo Corte en exterior Portabilidad

En el espacio entre la herramienta y la pieza de trabajo se introduce una mezcla de partículas abrasivas y un fluido (normalmente agua). Las partículas abrasivas pueden ser de materiales duros como carburo de silicio o diamante.

La herramienta sigue un perfil o forma específica, y al vibrar continuamente y combinarse con el flujo de abrasivo, va eliminando el material de la pieza hasta obtener la forma deseada.

Velocidad de avance: Ley de Faraday ⇒ la cantidad de cambio químico que produce una corriente eléctrica (cantidad de material disuelto) es proporcional a la cantidad de electricidad transmitida (corriente x tiempo).

Funciones dieléctrico

Aísla y llena la zona comprendida entre el electrodo y la pieza de trabajo. Apaga rápidamente la chispa después de que tiene lugar la descarga, así se previene la formación de un arco continuo. Concentra la energía de la descarga eléctrica en la zona de trabajo. Se ioniza rápidamente al voltaje de trabajo. Arrastra el calor y los materiales generados después de cada descarga.