Introducción
La cantidad de empresas que utilizan la impresión 3D, que primero sirvió como una herramienta para la creación rápida de prototipos, ha aumentado drásticamente en los últimos años. Si bien los casos de uso y los sectores específicos varían, algunos ejemplos comunes incluyen prototipos funcionales y visuales, asistencia con herramientas e incluso productos terminados.
A medida que se expanden los usos potenciales de la tecnología, se están desarrollando modelos comerciales innovadores y perspectivas como resultado de la impresión 3D.
Cinco aplicaciones industriales destacadas de la impresión 3D
1. Industria automotriz
Ha habido una rápida adopción de la tecnología de fabricación aditiva en la industria del automóvil, con empresas destacadas que emplean la tecnología. Todos, desde equipos de carreras profesionales hasta fabricantes de equipos originales (OEM) para los principales fabricantes de automóviles del mundo, utilizan las capacidades de las impresoras 3D.
Los beneficios iniciales del sector de la impresión 3D para la industria automotriz se concentraron en la creación de herramientas y accesorios para mejorar la producción. La mayoría de los componentes impresos por los fabricantes de automóviles son prototipos, cunas y accesorios, todos los cuales deben ser rígidos, resistentes y duraderos.
Sin embargo, los componentes de uso final reforzados con fibra de alta resistencia ahora también se imprimen con impresoras 3D industriales. Por ejemplo, Bugatti emplea tecnología de impresión 3D para fabricar pinzas de freno y acabados de escape de titanio. Además, Garry Rogers Motorsport imprime volantes y otras piezas funcionales en una impresora 3D de gama alta.
Algunas personas incluso utilizan impresoras 3D de gama alta para fabricar nuevos componentes para vehículos antiguos. Se asegura de que haya suficientes piezas para automóviles clásicos, así como para el mantenimiento y las reparaciones regulares.
2. Sector Educación
Cada vez más aulas enseñan a los estudiantes a usar impresoras 3D. Debido a que elimina el requisito de herramientas costosas, la impresión 3D en el aula ayuda a los estudiantes a prepararse de manera efectiva para el mañana al permitirles producir prototipos. Los estudiantes adquieren experiencia práctica con la tecnología de impresión 3D a medida que crean sus diseños e imprimen modelos físicos para proyectos científicos.
En estos días, no es raro ver una impresora 3D en una escuela o biblioteca pública. Los estudiantes de colegios y universidades ahora tienen acceso a impresoras 3D para usar en conferencias e investigaciones. Varias empresas como Sculpteo y MakerBot están facilitando a las instituciones educativas la adopción de la impresión 3D al ofrecer sus servicios y programas de certificación personalizados.
La creación rápida de prototipos de bajo costo en las escuelas que utilizan tecnologías de impresión 3D y la fabricación de herramientas especializadas de alta calidad a partir de diseños de hardware de código abierto transforman radicalmente el sistema educativo. Al investigar los principios de diseño, fabricación y estructura, los estudiantes comprenden los muchos usos de la impresión 3D en el mundo moderno.
Los fósiles y los objetos arqueológicos se pueden reproducir para que los estudiantes puedan estudiarlos en profundidad sin correr el riesgo de dañar los originales en museos y galerías. Pueden ver mapas topográficos desde un ángulo tridimensional completamente nuevo.
Gracias a la impresión 3D, los modelos con mecanismos intrincados son pan comido para los estudiantes de diseño gráfico. Las disecciones anatómicas del cuerpo y otros especímenes biológicos se encuentran entre las herramientas disponibles para los estudiantes de investigación. Además, las nanopartículas y las moléculas en química se pueden modelar en tres dimensiones.
3. Industria aeroespacial
El sector aeroespacial es conocido por tener algunos de los requisitos más estrictos para el rendimiento de los componentes. Las piezas utilizadas en los sistemas de aeronaves deben tolerar calor intenso y diversos productos químicos, así como soportar cargas recurrentes manteniendo el menor peso posible. Las fallas de partes individuales frecuentemente resultan en averías de todo el sistema en aeronaves que transportan vida y carga.
Por lo tanto, el fracaso no es una opción que se pueda tomar. Debido a que la precisión de las piezas de aviación es de suma importancia, los ingenieros aeroespaciales han comenzado a usar la impresión 3D para producir herramientas de inspección para reducir los costos de los componentes de aeronaves de bajo volumen. En el pasado reciente, ha habido un tremendo crecimiento en la fabricación aditiva y los desarrollos en el campo de la impresión 3D han contribuido a desarrollar sistemas mejorados para el mercado de fabricación de aeronaves.
La impresión en termoplásticos de alto rendimiento complementados con refuerzo de fibra continua (CFR) para una mayor resistencia ahora es posible con impresoras 3D industriales. Un ejemplo de este tipo de material es el Filamento ULTEM 9085. Además, las impresoras 3D industriales ahora pueden imprimir piezas más grandes a mayor velocidad.
4. Industria de fabricación y creación de prototipos
A diferencia de las semanas o meses que llevaría usar los métodos de fabricación convencionales, se puede hacer un prototipo en cuestión de horas usando la tecnología de impresión 3D. La fabricación tradicional es la más económica solo cuando se produce en grandes volúmenes. La impresión 3D es excelente cuando la producción en masa no está en las tarjetas porque permite la fabricación bajo demanda de bajo costo de piezas individuales o prototipos.
Además, los desarrollos en la tecnología RP han llevado a la creación de materiales y técnicas, como la sinterización selectiva por láser (SLS) y la sinterización directa por láser de metal (DMLS), que son apropiadas para la fabricación de la iteración final de un producto, a diferencia de solo el prototipo.
Además, varias empresas de fabricación están adoptando un enfoque híbrido de aprovechar las impresoras 3D con configuraciones de centros de torneado CNC para lograr un excelente acabado superficial y una precisión dimensional superior para la producción de materiales plásticos y compuestos.
Además, las empresas ahora brindan servicios de personalización masiva, lo que permite a los clientes diseñar sus productos e imprimirlos en 3D con un diseño único.
5. Industria de la robótica
Los componentes robóticos eficientes se conectan muy bien con las tecnologías de impresión 3D debido a su adaptabilidad, peso ligero y personalización. Por ejemplo, las empuñaduras y los accesorios de sensores son difíciles de producir en masa y tienen un diseño específico.
Los investigadores de robótica emplean impresoras 3D para todo, desde manos de agarre hasta extensos sistemas de robots para reducir el peso del producto, lo que permite que el equipo se mueva más rápido y cargue más peso.
Las empresas de robótica ahora pueden diseñar y crear piezas ligeras y complicadas, como equipos de fin de brazo, a una décima parte del costo, gracias a los avances tecnológicos en el sector de la impresión 3D. Por ejemplo, Boston Dynamics aprovecha la impresión 3D para producir piezas humanoides ligeras y asequibles.
Conclusión
Una mayor capacidad de personalización, un tiempo de comercialización más corto y un desarrollo de productos acelerado son solo algunas de las muchas ventajas de la tecnología de impresión 3D que son ampliamente reconocidas por una amplia gama de sectores.
En consecuencia, a medida que avanza la fabricación aditiva, podemos esperar que varias industrias y marcas nuevas sigan los pasos de los primeros usuarios de la industria, impulsando así la tecnología hacia nuevas aplicaciones e innovaciones.
Biografía del coautor
Vincent Hua es el Gerente de Marketing de TSINFA. Le apasiona ayudar a las personas a comprender los procesos de fabricación complejos y de alta gama. Además de escribir y contribuir con sus ideas, Vincent está muy interesado en la innovación tecnológica que ayuda a construir maquinaria CNC altamente precisa y estable.
