Plantear la compra de una impresora 3D es muy interesante si tienes el dinero, las ganas y, sobre todo, el espacio. Vale para muchísimo más que para imprimir figuritas y maquetas y tiene un montón de usos para reparar piezas que se hayan roto en algún objeto o dispositivo o soluciones como soportes, maceteros, organizadores de cables… lo que quieras. Estas impresoras también se utilizan en el entorno industrial, pero además de trabajar con plástico o resina, hay modelos capaces de imprimir en 3D utilizando metal.
Y una empresa española va más lejos con un sistema que permite convertir cualquier brazo robot en una impresora 3D de metal apta para la industria aeroespacial, automotriz o en el sector energético.
Impresión de metal en 3D. La impresión 3D en metal no es algo nuevo. Habitualmente, la industria utiliza como material los filamentos de polvo ligado, que combina un polímero base con partículas de polvo metálico. Ese polvo también puede ser cerámico o de otros materiales y es un material que se puede utilizar en las impresoras 3D FDM (o Modelado por Deposición Fundida).
Aplicaciones. Los materiales más comunes utilizados en los filamentos de polvo ligado son los cerámicos como la alúmina o el carburo de silicio, pero también el acero inoxidable, el titanio, el bronce o el cobre. La utilización de estas técnicas en lugar de las tradicionales es que la libertad en el diseño es total y se reducen los costos porque no hay que hacer moldes a los que inyectar el metal. Ahora bien, es polímero más metal, no metal puro, por lo que las propiedades mecánicas son diferentes.
Estas impresiones se pueden utilizar en la industria electrónica (conectores o antenas), pero también para la fabricación de moldes, joyas, esculturas, restauración de patrimonio, piezas personalizadas y para realizar prototipos metálicos o cerámico de un producto. También se pueden utilizar para crear implantes médicos.
Así suelen ser las impresoras 3D de metal
Otras formas. El proceso es interesante: se imprime un objeto compuesto por el polímero y el metal. Mediante calor, se elimina ese polímero en la pieza final y, además, esas altas temperaturas provocan que las partículas metálicas se fusionen. Sin embargo, hay otro método llamado DMP, o 'Direct Metal Printing'. Es una impresión 3D utilizando, directamente, el polvo metálico sin polímeros ni aglutinantes.
También se maneja el acero inoxidable, el cromo, el cobalto, el aluminio o el titanio, pero la mayor diferencia con el polvo ligado es que no hay que someter a tantos procesos la impresión (acortando los tiempos) y las piezas resultantes de la impresión DMP tienen una densidad casi equivalente a las que obtendríamos con procesos de inyección, fundición o forja. Además, la precisión es mucho mayor, la porosidad es menor y las piezas obtenidas se pueden utilizar en aplicaciones que requieren altas prestaciones.
Aplicaciones para impresiones de DMP
Láser de alambre. Si con el polvo ligado hablábamos de usos como prótesis, maquetas o elementos de diferentes industrias que no vayan a estar sometidos a gran presión, con el DMP estamos hablando de un uso directo en la industria aeroespacial o automotriz, ya que soportan condiciones extremas de estrés. También es más caro que el polvo ligado.
Hay otra más: el DED ('Directed Energy Deposition') que utiliza, directamente, un alambre metálico en lugar de polvo. El láser derrite el extremo del alambre y éste se va depositando en la superficie deseada creando, capa por capa, la pieza. Ambos tienen propiedades mecánicas similares, pero mientras el polvo metálico se suele usar para crear piezas más pequeñas y precisas, el alambre metálico se emplea para crear piezas grandes, realizar reparaciones directamente sobre otra pieza o crear piezas de repuesto cuando el fabricante ha dejado de hacerlo.
Un brazo robótico con el cabezal y sistema de Meltio
Meltio Engine Robot Integration. Y, dicho esto, hay que hablar de Meltio. Se trata de una empresa con sede en Jaén, España, que tiene varias impresoras 3D de metal, siendo una de ellas muy especial. Se trata del Meltio Engine Robot Integration, una impresora 3D de metal que se adhiere a un brazo robótico para darle la capacidad de imprimir en DED y que puedes ver en acción a continuación:
Este robot ya lo utilizan en empresas como K3D, una compañía holandesa que imprime piezas para usuarios finales de diversas industrias, y ahora también formará parte de la fuerza laboral de Godiz. Se trata de otra empresa española que se dedica a la fabricación de piezas industriales que ha declarado que, gracias al Meltio Engine Robot Integration, ahora pueden agilizar trabajo y tratar aleaciones especiales como Inconel o Invar para entrar en sectores como el de la energía o la industria aeroespacial.
Sin límites. La propia Meltio comenta algunas de las ventajas de un brazo robótico que imprime metal frente a las impresoras 3D de metal tradicionales. Una es que no hay restricciones en el entorno de trabajo: la única restricción es la del tamaño del propio sistema y su rango de movimiento. Como se puede acoplar a cualquier brazo robótico, se pueden crear sistemas más o menos grandes y esto da una libertad total a la hora de crear geometrías.
Ahorro. En el mismo comunicado, Godiz afirma que, gracias a la fabricación aditiva de metal, se reducen los pasos a la hora de realizar ensamblajes múltiples, por lo que los tiempos de producción respecto a las técnicas tradicionales se reducen hasta en un 30%. El ahorro también es de material, puesto que supone un uso de un 60% menos de material en comparación con los métodos sustractivos tradicionales, que son los procesos que eliminan materiales mediante corte, taladrado o torneado para que la pieza final tenga la forma deseada.
Está claro que la impresión 3D llegó hace unos años para quedarse y soluciones como la del brazo robótico de Meltio permiten crear piezas nuevas, directamente, sobre algunas ya existentes. Un ejemplo podría ser un motor con una pieza dañada sobre la que se imprime, directamente gracias a la maniobrabilidad del robot, la pieza necesaria.
Imágenes | 3D Systems, Meltio
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