Artículos Técnicos
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Fabricación: Adicción vs Sustracción

Este post se realiza para explicar la historia de este invento, como funciona y hacia dónde se dirige.

Comenzamos explicando cómo trabaja, hasta su creación solo había dos métodos de trabajo la sustracción y el moldeo. La sustracción se aplica en el caso de eliminar material de un bloque hasta conseguir la forma o superficie deseada mientras que el moldeo de basa en calentar el material y aplicar la cara positiva y negativa, al enfriar adquiere esta forma y se consigue nuestro objetivo.

La impresora 3D trabaja completamente diferente se basa en la solidificación controlada de resinas vía laser, de manera que a través del ordenador podemos controlar este laser e ir dibujando capa a capa la superficie deseada; después se añadirían nuevas técnicas al proceso  pero todas se aúnan como la construcción de modelos capa a capa mediante la adicción de material, su nombre correcto sería TECNOLOGÍA DE MANUFACTURA ADITIVA.

Ventajas de la adicción:

  1. Aprovechamiento inteligente del material de trabajo

Cuando trabajamos con sustracción prácticamente el 60-70% del material inicial se convierte en chatarra o viruta mientras que en la adicción solo se utiliza lo estrictamente necesario para conseguir el modelo. Podemos afirmar que es una fabricación más sostenible y optimizada.

  1. Polivalencia

Así resumo este proceso debido a que modificar el modelo añadirle curvas etc… no dificulta la fabricación por adicción pues solo sigue el patrón definido en 3D mientras que cualquier cambio realizado en sustracción tenemos que volver a recalcular el código CNC o peor en el caso del moldeo habría que realizar nuevo por completo todo el modelo.

Desventajas de la adicción:

  1. Prototipado rápido

Actualmente esta situación va cambiando pero realmente el material utilizado es el plástico y por ello solo podemos realizar prototipos rápido para que después sean fabricados con otros procesos. Para ser justos hay que decir que ahora se están creando impresoras con acero, titanio, cerámica etc… como material de aporte y esto ayudará a considerar este proceso tan válido como otro para fabricar un componente.

  1. El tiempo de configuración

Para crear producción en masa es bastante difícil ya que necesitamos bastante tiempo en configurar; este aspecto se ve reforzado por la capacidad de personalización.

En resumen se basa en la fotografía convencional solo que utiliza un cabezal direccionable en las 3 direcciones del espacio, esta metodología toma fotos por capas del modelo y las dibuja o imprime, después pasa a la capa superior y así hasta que termina.

¿Por qué no se implementó antes?

Esta técnica se inventó por Hull en 1986 pero antes hubo varios amagos de la técnica de manera no computada desde el 1822. El problema que ha tenido esta tecnología es que se descompone en tres partes, la impresora es una parte, el software es otra y por último el material. Las dos últimas partes han notado un serio avance en los últimos tiempos y por ello ahora se ha dado el salto cualitativo en este proceso, antes era bastante difícil pues no había ni la tecnología ni los materiales útiles. Cuando las tres partes tuvieron un nivel de actualización y progreso similar se unieron formando el denominado triángulo de estrategia.

¿Qué materiales se pueden utilizar?

De manera general ahora mismo la impresión 3D trabaja solo como plástico en dos modalidades ABS y PLA. El plástico ABS nos permite un post-procesado mayor pudiendo pintarlo y unirlo entre componentes mientras que el plástico PLA es más ecológico.

¿Por qué utilizamos el archivo STL?

No es una novedad, cuando trabajamos con una impresora 3D los archivos del modelo tienen que ir en la extensión STL. Esto se debe a una representación digital del modelo mediante triángulos, de manera que podemos configurarlo para encajarlo en los parámetros de la impresora y ordenar la impresión capa a capa.

¿Hacia dónde se dirige este proceso de fabricación?

Si miramos en foros y publicaciones científicas nos quedaremos asombrados de la velocidad con la que los equipos de investigación están aplicando este concepto. Algunos institutos de biomecánica están aplicando esto para la creación de prótesis ortopédicas inteligentes o lo que es más interesante la creación de órganos.

En resumen es una tecnología que está avanzando muy rápido y si a esto se le suma que su coste de manipulación es bajo está produciendo una revolución en el mundo de la ingeniería, campos con una historia arraigada como la mecánica mediante prototipados rápidos o campos novedosos como la bioingeniería que se ayudan de estas tecnologías para agilizar su trabajo y conseguir resultados mucho más rápido.

El tiempo nos dirá en que sectores se afianza como proceso de fabricación y en cuales se desecha bien porque no se adapta o bien porque se crean nuevas tecnologías que la sustituyan, por ejemplo la novedosa impresión en 4D pero de esto hablaremos en otro post…

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