La impresión 3D ha existido durante mucho tiempo y comenzó como una herramienta de creación de prototipos que finalmente evolucionó hacia aplicaciones más grandes, como la construcción de viviendas y vehículos. Todos los días, los innovadores encuentran nuevas formas de utilizar la tecnología de impresión 3D para hacer del mundo un lugar mejor.
Las mejores alternativas para la impresión 3D son el mecanizado CNC, la fabricación de láminas de metal, la fabricación de madera y el moldeo por inyección de plástico. La impresión 3D es un método popular para la creación de prototipos debido a su bajo costo y resultados confiables combinados con una gran variedad de materiales para trabajar.
En el mundo de la creación de prototipos, muchas personas quieren crear productos complejos con otros materiales como madera, metal y plástico. La impresión 3D no puede producir piezas complejas de metal o madera mediante doblado, soldadura u otros procesos.
Aquí hay algunas alternativas de impresión 3D que pueden lograr lo que de otro modo sería imposible con la impresión 3D.
Mecanizado CNC
El mecanizado de control numérico por computadora (CNC) es un proceso en el que una computadora preprogramada dicta el movimiento de la máquina. Dichas herramientas incluyen enrutadores CNC, molinos, tornos e incluso amoladoras. Este proceso se lleva a cabo a favor de las limitaciones de los controles manuales. Las máquinas CNC seguirán automáticamente la ruta y las herramientas definidas por el programador y, en algunos casos, implican poca o ninguna retroalimentación por parte del operador.
Cuando activa un sistema CNC, controla las máquinas y replica los dibujos 2D y 3D en objetos definidos por el programador. Básicamente, una máquina de control numérico dicta el movimiento de la máquina y los avances y velocidades de la herramienta que llevan a cabo las tareas dimensionales.
En el mecanizado CNC, el movimiento de la máquina se dirige a través de los ejes X e Y y las herramientas se guían y posicionan mediante servomotores. Para aplicaciones industriales (como la metalurgia), la precisión, la velocidad y la consistencia son cruciales.
Hay muchos tipos diferentes de máquinas CNC que se utilizan hoy en día:
Fresadoras CNC: las fresadoras CNC se ejecutan en programas que consisten en indicaciones basadas en letras y números que guían a la máquina a las coordenadas correctas. Por lo general, una fresadora CNC tiene un sistema de tres ejes: X, Y y Z. Sin embargo, algunas máquinas admiten ejes adicionales.
Mecanizado por descarga electrónica (EDM): EDM también se conoce como mecanizado por chispa. Este proceso implica el moldeado de piezas de trabajo en formas utilizando chispas eléctricas. Con este proceso, se producen descargas de corriente entre dos electrodos.
Tornos: con las máquinas de torno, el producto se corta colocando una herramienta en un material que gira rápidamente. El proceso se basa en herramientas indexables para cortar con alta velocidad y precisión.
Fabricación de chapa.
La fabricación de chapa es un método que involucra múltiples procesos para crear un producto a partir de componentes de chapa cortados y ensamblados. Todos los procesos de fabricación de chapa son procedimentales, por lo que debe incorporar los procesos correctos para lograr el resultado deseado.
Estos procesos incluyen el corte, la formación y el montaje.
Corte
El corte es un proceso complejo que incluye el corte mecánico, el corte por láser, el corte por agua y el corte por plasma.
En el corte, los fabricantes utilizan diferentes métodos, a saber, corte por plasma y corte por chorro de agua. En el corte por plasma, potentes sopletes disparan un arco eléctrico a través del aire comprimido. Al hacerlo, el aire se ioniza, generando una poderosa llama que corta cualquier metal, como el acero inoxidable o el aluminio.
Con el corte por chorro de agua, utilizan máquinas de corte por chorro de agua que superpresurizan un chorro de agua. Lo hacen pasando el agua a través de una boquilla minúscula. Dado que el agua ahora es un haz concentrado, puede cortar placas de metal.
Doblado
El proceso de doblado implica colocar láminas de metal bajo una presión intensa para deformar el material en diferentes formas. Los fabricantes suelen utilizar métodos como el acuñado, el perfilado y el doblado por aire en este proceso.
Asamblea
El proceso de ensamblaje involucra la unión de diferentes componentes metálicos para construir los productos deseados. En el ensamblaje o la unión, la soldadura y el remachado son métodos de ensamblaje comunes en la fabricación.
Fabricación de madera
La fabricación de madera es similar a la fabricación de metal, los fabricantes pueden fabricar productos a gran escala con madera, lo que es imposible con una impresora 3D de escritorio. La creación de productos o componentes a gran escala no es la única habilidad de un enrutador o fresadora CNC.
Con las fresadoras CNC, todo el flujo de trabajo, desde CAD hasta el corte, es muy fácil y directo. De hecho, normalmente puede hacerlo con cero experiencia o conocimiento de CNC. Gracias a las fresadoras CNC, los fabricantes conservan la fuerza y la belleza natural de la madera.
Otra máquina comúnmente utilizada en la fabricación de madera es un torno. La máquina funciona girando la pieza de trabajo alrededor de una herramienta de corte estacionaria, pero también puede realizar otras operaciones además del corte. Estas operaciones incluyen lijado, taladrado, moleteado, refrentado, deformación y torneado. Básicamente, el uso principal de un torno en la fabricación de madera es eliminar partes no deseadas y dejar un objeto con una forma agradable.
Moldeo por inyección de plástico
El moldeo por inyección de plástico es una de las mejores alternativas de impresión 3D para la producción en masa de objetos a partir de termoplásticos. Sin embargo, a diferencia de la fabricación de láminas de metal y madera, no hay soldadura, estampado ni doblado.
En este proceso, un polímero termoplástico generalmente se calienta por encima de su punto de fusión hasta que se convierte en un líquido viscoso. Luego, se fuerza en un molde cerrado que define la forma del producto final. Una vez que el líquido viscoso se inyecta en el molde, se deja enfriar y se convierte en plástico sólido.
Para recuperar el producto, normalmente se puede abrir el molde. Si bien el proceso suena simple, no lo es. Hay un comportamiento complejo del plástico cuando se funde y dificultades adicionales en la capacidad de producir productos complicados.
Los mecanismos de inyección de plástico son la presión, el flujo y la transferencia de calor. Para completar el proceso, necesita una máquina de moldeo por inyección. Esta es una pieza esencial del equipo conocida como prensa. Con el moldeo por inyección de plástico, los fabricantes pueden producir piezas complejas para diversas aplicaciones.
Conclusión
La impresión 3D mantiene los costos de producción extremadamente bajos y esto hace que la creación de prototipos y productos esté disponible para pequeñas empresas y aficionados sin acceso a maquinaria costosa. También reduce el tiempo entre la concepción de una idea y la venta de productos.
La impresión 3D también reduce el tiempo de entrega, especialmente cuando se trata de tiradas de producción cortas. Esto permite la creación de piezas y objetos complejos sin costes añadidos. Por ejemplo, el moldeo por inyección de plástico necesita producción en masa para nivelar los costos generales. Pero el costo 3D de fabricar un solo artículo pequeño sigue siendo el mismo.
Dado que el costo sigue siendo el mismo para cada unidad agregada, es posible realizar cambios ilimitados en los productos. Esta es la razón por la cual la impresión 3D siempre ha sido favorecida para la creación de prototipos, a diferencia de la fabricación tradicional. Sin embargo, la impresión 3D puede ser progresivamente más costosa en tiempo y costo, lo que es especialmente cierto cuando se trata de producción en masa, acabado suave y producción de objetos muy complejos.