¿Para qué se utiliza la impresión en 3D?

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Impresión 3D para tontos

Por Kalani Kirk Hausman, Richard Horne

Ya están disponibles varios tipos diferentes de fabricación aditiva para su uso en la fabricación directa de objetos 3D utilizando plástico, resina, metal y muchos otros tipos de materiales. Esto se presta a varias aplicaciones obvias de uso actual, incluyendo la creación de prototipos, la fabricación digital directa y mucho más.

Prototipado rápido

El primer uso de la impresión en 3D fue en la producción de objetos de diseño digital como prototipos de nuevos diseños antes de que comenzara la producción. Las ventajas de la creación rápida de prototipos con fabricación aditiva son evidentes en procesos como estos:

  1. Evaluación de un diseño mientras está todavía en el ordenador.
  2. Después de la evaluación, crear un prototipo sólido basado en el diseño que puede ser manejado y operado.
  3. Comparar el prototipo impreso con los componentes de los sistemas existentes para asegurar un ajuste y funcionamiento correctos.

La creación de un objeto sólido para que los consumidores evalúen acelera la velocidad a la que los nuevos diseños pueden compararse uno al lado del otro. Las versiones impresas en 3D de diseños alternativos o iteraciones pueden reproducirse y compararse mucho más rápido de lo que se pueden producir ejemplos individuales de cada diseño, ahorrando semanas en el programa de producción.

Crédito: Imagen cortesía de FormLabsA menudo

un prototipo no necesita la resistencia del material del diseño del objeto final, por lo que se puede utilizar un diseño de plástico o resina para probar un objeto antes de invertir en el coste y los materiales necesarios para la reproducción del metal.

Los joyeros y otros diseñadores pueden probar sus diseños en cera o plástico biodegradable por unos pocos centavos – y luego crear sólo su modelo final en oro, plata u otros materiales valiosos, después de que el cliente ya haya aprobado el ajuste y la función.

Crédito: Imagen cortesía de Francis Bitonti Studio (Diseñador: Michael Schmidt, Arquitecto: Francis Bitonti)

Los prototipos impresos en 3D también pueden ilustrar detalles adicionales para la evaluación del producto, utilizando el color y otros indicadores, de modo que la información como la carga de tensión o la medida térmica dentro de un objeto estructurado pueda ser claramente representada para su revisión no técnica. Esta misma capacidad puede ser utilizada para mostrar diferentes opciones de diseño de modelos, para ilustrar el impacto visual de diferentes opciones artísticas o de coloración, y para construir materiales de marketing antes de la producción para audiencias de prueba.

Fabricación digital directa

El uso de la fabricación aditiva para crear prototipos permite una rápida transición a través de las etapas del proceso de diseño, pero en algunos casos no se detiene ahí. Con los sistemas de fabricación de metales, la fabricación aditiva puede utilizarse para crear productos y diseños finales de uso final, en lugar de sólo prototipos de plástico.

Con este enfoque, detalles como números de serie, diseños de marketing de marca, e incluso estructuras entrelazadas y unidas, pueden incluirse en la estructura física del producto, sin necesidad de pasos de mecanizado más allá de la salida impresa en 3D.

La producción de un único diseño único, llamado un diseño único, u otras series de producción limitada para productos especiales utilizados en las tecnologías de carreras, médicas y espaciales, puede ser muy costosa en la fabricación tradicional. Debido a que el mismo molde o herramienta sólo se utiliza unas pocas veces (posiblemente sólo una vez), no hay oportunidades para obtener eficiencias de escala que reduzcan los costos por artículo en la fabricación en masa de bienes.

La fabricación digital directa también permite realizar actualizaciones en medio de un ciclo de producción, sin necesidad de reequipar la línea de producción. Una vez que el modelo digital ha sido modificado y cargado en la impresora 3D, todos los artículos producidos en el futuro pueden incluir el cambio automáticamente.

GE ha empezado a utilizar esta capacidad en el diseño de sus futuros motores para aviones, en los que se pueden realizar rápidas actualizaciones y mantener la línea en funcionamiento para ahorrar tiempo en la producción de componentes de motor de alta precisión, ya que se pueden combinar e imprimir múltiples componentes a la vez sin necesidad de los métodos tradicionales de soldadura fuerte y soldadura para combinar conjuntos individuales.

Restauración y reparación

La fabricación aditiva tiene su lugar en la fabricación digital directa actual, pero esa misma función puede utilizarse para recrear objetos que antes estaban disponibles, pero que hace tiempo que se perdieron de las existencias de inventario disponibles para dar cabida al modelo del año siguiente.

Ya sea que el componente sea una cubierta de compresor en el coche a vapor de Jay Leno o una aleta de repuesto para una máquina de pinball, ambos han desaparecido hace tiempo para la tienda de la esquina, incluso si alguna vez estuvieron disponibles localmente para el público. Sin embargo, al escanear las partes rotas de un diseño existente o al crear una nueva pieza de repuesto a partir de mediciones y diseño CAD, la fabricación aditiva puede dar nueva vida a diseños obsoletos.

Al crear diseños que pueden sustituir al equipo original, incluso es posible mejorar el original para que el artículo reparado sea literalmente mejor de lo que era cuando era nuevo: se pueden utilizar nuevos materiales, se pueden añadir refuerzos y se puede realizar cualquier número de modificaciones en el ordenador antes de que se cree una pieza.

Al crear la pieza en plástico ligero y económico, se puede probar su ajuste y realizar ajustes adicionales antes de crear un objeto final en el material deseado.

El sorprendente potencial de este nuevo tipo de gestión de piezas es que los fabricantes ya no necesitarían almacenar copias de todas las piezas posibles en almacenes y otros lugares. En su lugar, simplemente descargarían el diseño del componente apropiado e imprimirían su reemplazo cuando fuera necesario.

En lugar de días o semanas hasta que el reemplazo apropiado pueda ser enviado a su concesionario local, usted podría llamar al mecánico para programar un reemplazo del artículo retirado, y ellos imprimirían la pieza para tenerla lista cuando usted llegara de camino a su casa.

Un almacén completo lleno de piezas individuales podría ser reemplazado por una pequeña tienda que sólo almacena materias primas y un banco de impresoras 3D. Se acabaron las preocupaciones por la falta de existencias, y las opciones disponibles podrían incluir diferentes materiales para necesidades especiales o incluso diseños personalizados creados por individuos basados en accesorios o conectores estándar.

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