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Octubre de 2018 Página 2 de 4

Manufactura aditiva: clave para la ingeniería de producción del futuro

Con información de Messe Düsseldorf.

Las industrias de la fundición, el acero y aluminio están empezando a reconocer el potencial de la impresión 3D, y prueba de ello serán las ferias de Düsseldorf en 2019.

La manufactura aditiva con metal no es lo suficientemente productiva para la producción en serie en la actualidad. Stefan Geisler, gerente de innovación de KSM Casting Group, asegura que “La impresión 3D aumentará para los vehículos premium y para un número limitado de componentes, pero no tendrá éxito en el reemplazo de las fundiciones”. Geisler está convencido de que las cantidades necesarias en el mercado de volumen no se puede alcanzar, incluso, con las velocidades de deposición más rápidas posibles, por ejemplo, usando la manufactura aditiva con alambre. 

“Lo que a menudo se olvida es que la manufactura aditiva tampoco puede superar las leyes de la física. En el análisis final, todos los que están involucrados allí también son procesos: fusión y enfriamiento. Hay límites en la velocidad a la que esto es posible”. Además de esto, los artículos impresos deben mecanizarse en componentes funcionales terminados.

Otra desventaja de la manufactura aditiva con metal es el alto consumo de energía involucrado. Wolfram Volk, profesor de conformado y fundición de metales en la Universidad Técnica de Múnich, calcula que se necesita aproximadamente el doble de energía que en el moldeado convencional para la fusión del metal con láser, desde la producción de polvo hasta el componente terminado.

Lo que a menudo se olvida es que la manufactura aditiva tampoco puede superar las leyes de la física. En el análisis final, todos los que están involucrados allí también son procesos: fusión y enfriamiento”.

Stefan Geisler, gerente de innovación de KSM Casting Group.

Los procesos aditivos se están convirtiendo en un elemento cada vez más común de las cadenas de procesos existentes. Cómo se combinan la manufactura aditiva y el mecanizado para llevar a cabo un procesamiento completo e híbrido en un único centro de mecanizado, lo demuestran, por ejemplo, los fabricantes de máquinas herramienta DMG Mori y Hermle

DMG Mori complementa la deposición de metal por láser mediante el mecanizado posterior en forma de torneado y fresado. Hermle, por su parte, amplía un centro de mecanizado de múltiples ejes mediante un proceso de pulverización térmica utilizando su tecnología MPA (aplicación de polvo de metal), en la cual el polvo de metal se aplica en capas para producir un componente sólidamente construido.

La empresa berlinesa Gefertec está buscando aumentar la velocidad de manufactura en el procesamiento aditivo de metales. Las líneas de 5 ejes producidas por esta empresa sueldan alambre en capas mediante el proceso de arco eléctrico. Las piezas de trabajo producidas de esta manera tienen contornos que están muy cerca de la forma final, lo que reduce el tiempo y las operaciones de herramientas necesarias para el mecanizado posterior.

Fundición: procesos de manufactura aditiva directos e indirectos

La industria de la fundición puede beneficiarse de los procesos aditivos de diferentes maneras. Los procesos directos de manufactura aditiva brindan a las fundiciones la oportunidad de incluir también partes inpiduales o partes que se necesitan en pequeñas cantidades en su cartera de productos.

En el caso de los procesos indirectos, por otro lado, utilizan tecnologías aditivas para producir moldes y núcleos de arena, así como modelos de plástico. Las tecnologías híbridas que implican una combinación de procesos convencionales de fundición y manufactura aditiva tienen más potencial.

Para aprovechar mejor el potencial que tiene el aluminio para producir estructuras livianas en la manufactura de automóviles, el productor de aluminio Trimet está trabajando en el desarrollo de una cadena de proceso híbrida para unir la fundición a presión y la manufactura aditiva. El enfoque, adoptado en el contexto del proyecto conjunto “CastAutoGen”, implica específicamente la incorporación de estructuras impresas en 3D en un componente de fundición a presión.

La industria alemana ocupa un lugar destacado entre los productores de sistemas de manufactura aditiva, como concluye la Federación de Industrias Alemanas (BDI, por sus siglas en alemán). La cuota de mercado del país es de alrededor del 70 % con sistemas de lecho en polvo. Los líderes mundiales entre los fabricantes de impresión 3D incluyen Concept Laser (metal), EOS (metal y plástico), SLM Solutions (metal) y Voxeljet. Voxeljet se ha especializado en fundiciones e impresoras 3D para la producción de moldes y núcleos de arena, así como de modelos de plástico para fundición de inversión mediante el proceso de cera perdida.

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Para producir una fundición, lo que se necesita es un molde y los núcleos apropiados para formar las cavidades en el componente que se está fundiendo. En la fundición de arena clásica, los moldes y los núcleos están hechos de arena de cuarzo, que se ve reforzada por un agente adhesivo especial. 


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