¿Qué es la impresión 3D y cómo funciona?

Si te has preguntado qué es la impresión 3D y cómo funciona, estás en el lugar indicado. La impresión 3D es un proceso de fabricación en el que un modelo 3D se divide en varias capas. Para ello, se utiliza software de corte. Estos archivos cortados se pueden introducir en una impresora 3D mediante USB, tarjeta SD o wifi. Una vez listo el modelo, la impresora imprime capa por capa. Si bien esta tecnología se utilizaba originalmente solo para la creación de prototipos, ahora se está convirtiendo rápidamente en una tecnología de producción.

La impresión 3D es un dispositivo médico de punto de atención

Además de la creación de prótesis personalizadas, la impresión 3D también abre nuevas opciones para los profesionales clínicos. Los centros de impresión 3D in situ permiten la creación de modelos quirúrgicos y anatómicos. Estos modelos físicos son una herramienta útil durante los procedimientos quirúrgicos y pueden simularse antes de la cirugía. Un entorno virtual permite a los cirujanos ver exactamente cómo se verá una intervención quirúrgica antes de realizarla.

En los últimos años, la impresión 3D de modelos anatómicos específicos para cada paciente ha cobrado gran impulso. Recientemente, se anunció un acuerdo entre Formlabs y Vizient, la mayor organización de compras grupales del sector salud impulsada por sus miembros en Estados Unidos. Las empresas colaborarán para utilizar imágenes de TC/RM como modelos anatómicos específicos para cada paciente, con el fin de determinar el tamaño de los implantes y planificar la cirugía. Esta nueva tecnología ofrece una solución rápida y ágil a un problema persistente en el sector salud.

Es un proceso de fabricación aditiva.

En el mundo de la fabricación aditiva, las piezas se construyen añadiendo capas de material en lugar de sustrayéndolas. Los procesos de fabricación tradicionales parten de bloques más grandes de material, que luego se mecanizan para producir las piezas. Sin embargo, la sustracción de material genera desperdicio. Aquí es donde entra en juego la fabricación aditiva, que acumula capas de material para crear la pieza. Existen dos tipos principales: FDM y SLA. Este artículo explorará cada uno de estos tipos y cómo pueden beneficiar la producción de sus productos.

Una impresora 3D puede imprimir varios tipos de materiales. El primero son los plásticos impresos en 3D. Estos plásticos soportan altas temperaturas, lo que los hace muy duraderos. Además, son fáciles de limpiar, lo que permite desecharlos y reutilizarlos. La impresión 3D también se conoce como «fabricación aditiva». No es lo mismo que la impresión 2D, pero sus principios básicos son los mismos.

Es más barato que la fabricación tradicional.

Una de las ventajas más evidentes de la impresión 3D es su capacidad para reducir costes. Es significativamente más económica que los métodos de fabricación tradicionales, como la fundición y el moldeo, que requieren grandes inversiones de capital. Además, el proceso es flexible, lo que requiere tiradas de producción más pequeñas que los métodos de fabricación tradicionales. Y gracias a su rápido plazo de entrega, la impresión 3D es una opción mucho mejor para las pequeñas y medianas empresas. Por ello, muchas empresas optan por fabricar sus propias piezas para reducir costes y mejorar el control de calidad.

Además de reducir los costos de material, la impresión 3D también reduce los residuos. Los procesos de fabricación tradicionales implican altos costos de configuración y preparación, así como largos plazos de entrega. Estos costos también se reflejan en retrasos en los ingresos. Además, el costo del utillaje se amortiza con grandes volúmenes de piezas idénticas. Por ello, el costo inicial de los métodos de fabricación convencionales es significativamente menor que el costo total de cada pieza. Esta ventaja significa que el costo de la impresión 3D es mucho menor que el costo de la mano de obra en países en desarrollo.

Se está transformando en una tecnología de producción.

Las empresas han logrado reducir sus costos de producción mediante el uso de la impresión 3D como parte del proceso de fabricación. Por ejemplo, Nissan logró reducir el tiempo de fabricación de prototipos de una semana a un día y sus costos de producción en aproximadamente un 20 % gracias a la impresión 3D. Con un tiempo de producción más corto y costos reducidos, la impresión 3D es el método de producción más efectivo hoy en día, especialmente en una economía débil. Al reducir el costo de un elemento, la impresión 3D puede ayudar a las empresas a aumentar sus márgenes de beneficio y optimizar su retorno de la inversión.

A medida que crece el número de productos creados con impresión 3D, también lo hacen las posibilidades de personalización. Los fabricantes ahora pueden realizar producciones de bajo volumen, probar diferentes piezas y satisfacer las necesidades de los consumidores creando productos personalizados. Dado que la impresión 3D es un proceso relativamente nuevo, es probable que los futuros avances tecnológicos la conviertan en una práctica común en la fabricación. Las ventajas de la impresión 3D son numerosas. A continuación, se presentan algunas de las razones más convincentes por las que los fabricantes deberían considerar su uso en sus procesos de fabricación.

Cada vez es más accesible

Actualmente, la impresión 3D se limita principalmente a laboratorios especializados y universidades técnicas. Es necesario poner la tecnología al alcance de los impulsores del cambio locales. Las agencias de las Naciones Unidas están trabajando para que la impresión 3D esté al alcance del consumidor promedio.

¿Cómo se hace la extrusión de aluminio?

Al fabricar una extrusión de aluminio, es importante saber cómo se forman las palanquillas. La palanquilla se divide en dos secciones: la culata y el núcleo. La culata contiene óxidos de la capa superficial de la palanquilla, por lo que no se utiliza en el proceso de extrusión. Esta se cizalla y se desecha. Una vez retirada la culata, el proceso continúa con la siguiente palanquilla. A continuación, la aleación de aluminio se corta con una cizalla o sierra de perfil. El metal se transfiere mediante sistemas de cinta transportadora o de vigas móviles a una camilla. Este paso realiza el endurecimiento por deformación y el enderezamiento de la aleación de aluminio.

Problemas con el espesor de pared en la extrusión de aluminio

Un espesor de pared adecuado es fundamental para obtener perfiles de aluminio de calidad. Un espesor de pared incorrecto provoca distorsión del metal durante el proceso de extrusión. Al elegir el espesor de sus perfiles, tenga en cuenta los siguientes factores:

Las formas desequilibradas tienen menor resistencia. Además, las formas con grandes variaciones de espesor de pared se deforman de forma desigual y son difíciles de mantener unidas. Procure un espesor de pared de al menos 50% del espesor de pared más grande. Los diseñadores sin experiencia suelen especificar espesores de pared demasiado delgados o demasiado gruesos. Si el espesor cambia bruscamente, causará distorsión y puede ser difícil de controlar dimensionalmente.

Diseño de troqueles

El diseño de la matriz es uno de los componentes más críticos del proceso de extrusión de aluminio. El diseño del producto determina varios parámetros de producción, como la aleación utilizada y el acabado deseado. Por ejemplo, el diámetro y el círculo circunscrito del perfil dependerán de su función y se determinarán mediante un plano de sección transversal. La complejidad del perfil también influye en el tipo de máquina de extrusión de aluminio utilizada.

Las características de la matriz se dividen en cinco nodos: el mandril, la placa de matriz, el cojinete y los puentes. La placa de matriz define el contorno exterior de la sección hueca, mientras que el mandril proporciona el contorno interior. Los orificios de la matriz están diseñados para permitir el flujo de aluminio hacia la zona de apoyo. Las zonas de acero entre los orificios se conocen como puentes. Estas matrices ofrecen varias ventajas, por lo que es fundamental comprender a fondo su diseño.

Anillo de presión de la platina

Una platina es un recipiente cilíndrico con una o más aberturas. El material inerte que entra en el anillo de la matriz suele ser nitrógeno, aunque puede contener casi todo oxígeno. Puede estar parcial o totalmente cerrada, y el gas inerte se bombea mediante un tubo de suministro de fluido en el orificio de la platina. Durante la extrusión de aluminio, la concentración del gas inerte suele mantenerse dentro del rango deseado.

El anillo de presión soporta el conjunto de matrices y actúa como guía para la matriz. La presión aplicada por el cilindro principal fuerza la flexión y el desgaste del anillo, pero es esencial garantizar la estabilidad de las matrices. En la extrusión directa e indirecta de aluminio, el conjunto de la matriz se mueve contra el tocho, creando una presión y tensión constantes sobre él. El aluminio resultante se denomina "templado", una combinación de resistencia y dureza.

Guía de contenedores

Se utiliza un contenedor de extrusión de aluminio para guiar la extrusión desde la matriz. El contenedor tiene el mismo número de orificios que la matriz y tirantes para conectar las platinas de prensa frontal y trasera. El cilindro principal, que impulsa la prensa, ejerce presión sobre el conjunto de matrices, lo que provoca tensión y desgaste. Este desgaste se soluciona mediante una guía del contenedor, que evita que el aluminio se salga de la matriz.

La extrusión es un proceso que moldea el aluminio forzando el material de aleación caliente a través de una matriz. El metal se expulsa del contenedor como una pieza larga con el mismo perfil que la abertura de la matriz. Puede ser hueca, sólida o semihueca, y simple o compleja. Una vez extruido, el metal puede ser acabado o fabricado según las especificaciones. La extrusión de aluminio se utiliza comúnmente en la industria aeroespacial, automotriz y de electrodomésticos.

Aleaciones de aluminio utilizadas en extrusión

Al formar componentes, el mejor metal es el aluminio. Gracias a su alta resistencia y resistencia a la corrosión, se utiliza en diversas aplicaciones finales. Las empresas de extrusión suelen ofrecer una amplia gama de aleaciones. Además de las aplicaciones en construcción y automoción, el aluminio también se utiliza ampliamente en electrodomésticos, electrónica e infraestructura. A continuación, examinaremos las aleaciones de aluminio más comunes y cómo pueden beneficiar al usuario final.

A continuación, se enumeran algunas aleaciones comunes que se utilizan en la extrusión de aluminio. Cada aleaciones ofrece diferentes resistencias. Algunas aleaciones de aluminio son más resistentes que otras, mientras que otras son más duras o flexibles. Cada una de estas aleaciones tiene sus propias ventajas y desventajas. Por ejemplo, algunas aleaciones tienen mayor resistencia que otras, mientras que otras son más blandas y pueden fabricarse en diferentes formas. Si necesita una aleación de aluminio específica para una aplicación específica, pruebe la aleación 6061.