La impresión 3D está revolucionando la industria metalúrgica. Descubrí las ventajas, aplicaciones y funcionamiento de esta tecnología innovadora.
¿Qué es la impresión 3D metalúrgica?
La impresión 3D de piezas metálicas viene transformando la industria metalúrgica de manera sorprendente, utilizando los productos en sectores como el aeroespacial, automotriz y médico.
Si bien la impresión 3D es una técnica que se popularizó hace varios años, hasta hace poco tiempo se utilizaban solamente polímeros plásticos como materia prima, lo que limitaba las utilidades de esta tecnología.
La impresión 3D de metal, llamada también fabricación aditiva, es la producción de componentes añadiendo una capa tras otra. Utiliza materiales metálicos en polvo o alambre con el objetivo de construir objetos tridimensionales, fusionando los metales con láseres o electrones.
Esta tecnología permite una precisión y versatilidad increíbles, pudiéndose aplicar en distintos sectores de la industria.
Ventajas de la impresión 3D metalúrgica
La impresión 3D brinda la posibilidad de crear piezas metálicas con diseños complejos a un costo muy competitivo en comparación con otros métodos tradicionales de fabricación como el mecanizado o moldeado.
Además, esta tecnología contribuye a reducir significativamente los tiempos de producción, haciendo que los productos lleguen más rápido al mercado.
Otra de las ventajas es la personalización de las piezas, lo que tiene gran importancia especialmente en la medicina y el sector aeroespacial.
Además se pueden usar distintos materiales, incluyendo aquellos que son más difíciles de trabajar con métodos tradicionales, lo que abre posibilidades en términos de durabilidad y rendimiento de los productos finales y la fabricación de una gran variedad de piezas. Con la impresión 3D se pueden generar metales hasta un 60% más ligeros y resistentes que los que se elaboran con una producción en masa mecanizada.
Y por si fuera poco, esta tecnología es amigable con el medio ambiente, ya que permite ahorrar energía y reducir los desechos al utilizar materiales reciclados.
En este sentido, no es de extrañar que grandes compañías como la división aeroespacial SpaceX de Elon Musk, estén invirtiendo grandes sumas para investigar esta innovación.
Aplicaciones de la impresión 3D metalúrgica
La impresión 3D de metales ha crecido exponencialmente en los últimos años, convirtiéndose en una tecnología versátil aplicable a distintos campos, desde la creación de componentes para motores aeroespaciales hasta implantes médicos personalizados.
En el ámbito de la medicina, específicamente en odontología, se usa para confeccionar implantes personalizados que se adaptan a las necesidades de cada paciente.
Por otra parte, en la joyería, estamos presenciando una transición desde la impresión de moldes tradicionales hacia la impresión directa del metal, lo que permite diseños más detallados.
La industria aeroespacial es una de las más beneficiadas con la impresión 3D, utilizada para fabricar componentes para satélites, como antenas drones y aeronaves no tripuladas, piezas terrestres, entre otros. Además sirve para crear objetos más densos, usando metales con mejores niveles de aislamiento eléctrico.
La industria automotriz también experimenta ventajas gracias a la impresión 3D metalúrgica que facilita la producción de piezas más ligeras y resistentes, mejorando la eficiencia del combustible y la seguridad del vehículo.
Fabricantes como Audi, BMW y Ford, utilizan esta tecnología hace varios años y su alcance no se limita al prototipado, como ocurría en el pasado, sino que fabrican las piezas finales de los autos.
Estos son solo algunos ejemplos de las utilidades de la impresión 3D metalúrgica, cuyo potencial es enorme y seguramente alcance a muchas otras industrias en el futuro.
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Cómo funciona la impresión 3D metalúrgica
El proceso de impresión comienza con la creación de un modelo digital en 3D del objeto que deseamos imprimir. Luego este modelo se divide en capas y la impresora utiliza láseres o electrones para fundir el polvo o alambre metálico en cada capa, solidificando el material. Este proceso se repite capa por capa hasta completar el objeto.
Luego las piezas pueden someterse a los mismos procedimientos de acabado que los objetos fabricados con tecnologías tradicionales, como pulido, corte, recocido, soldadura, entre otros.
Para la impresión de metales pueden utilizarse distintos tipos de tecnologías:
- Impresión Directa en Metal (DMP): forma la geometría de cualquier pieza metálica fundiendo polvo metálico capa por capa. Es ideal para los sectores como el aeroespacial y de defensa, ya que permite crear piezas muy diversas, sólidas y resistentes.
- Modelado por deposición fundida (FDM): es el método más conocido para la impresión de polímeros como PLA, ABS, TPU, depositando capa por capa el material fundido para fabricar una pieza. En la impresión 3D de metal se usan filamentos compuestos por polvo metálico y un polímero aglutinante, creando una pieza compuesta por un 80% de metal (que si se somete a un tratamiento para eliminar el polímero, puede convertirse en 100%).
- Fusión selectiva por láser (SLM): esta tecnología se basa en la deposición de capas de polvos metálicos y el uso de un láser para fundir el polvo, creando una capa sólida de metal hasta formar todo el objeto. Luego se extrae el polvo de la cámara de la impresora y se limpia la pieza. Estas impresoras también se llaman SLS (Selective laser sintering) o SLM (selective laser melting).
Algunos de los metales que se pueden utilizar con la tecnología 3D son: el acero, el más demandado en el sector; el aluminio, ideal para aplicaciones que requieren el menor peso posible; el titanio que se destaca por su resistencia física y química, y aleaciones cromo-cobalto, ampliamente utilizadas en medicina debido a su resistencia al desgaste y su suavidad.
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