La impresión 3D también se conoce como fabricación aditiva, y la fabricación aditiva es un concepto propuesto frente a la fabricación sustractiva tradicional. Sabemos que la fabricación sustractiva es el proceso de cortar y sinterizar materias primas para producir piezas, la pulvimetalurgia y los procesos de corte forman parte de la fabricación sustractiva. Entonces, ¿qué significa la tecnología de fabricación aditiva correspondiente? ¿Y qué tecnologías se utilizan en la fabricación aditiva? Este artículo discutirá qué tecnología se utiliza en la impresión 3D.
El principio de la impresión 3D
Antes de responder a la pregunta de qué tecnología se utiliza en la impresión 3D, es necesario comprender los principios de la impresión 3D. La impresión 3D es una tecnología que utiliza archivos de modelos digitales como base para construir objetos imprimiendo capa por capa utilizando materiales que se pueden unir, como metal en polvo o plástico.
La impresión 3D generalmente se logra mediante impresoras de material de tecnología digital. Suele utilizarse para realizar modelos en la fabricación de moldes y diseño industrial, y luego gradualmente para la fabricación directa de algunos productos, y se han impreso piezas con esta tecnología.
En comparación con las tecnologías de impresión y los procesos de fabricación tradicionales, la impresión 3D tiene varias características. En primer lugar, la impresión se realiza en una sola pasada, lo que elimina la necesidad de cortar y esmerilar repetidamente, simplificando el proceso de producción del producto y acortando la producción.
Esto simplifica el proceso de producción y acorta el ciclo de producción. En segundo lugar, el menor costo, especialmente en términos de producción por lotes, es una ventaja de costo significativa en comparación con la fabricación tradicional. Finalmente, un mayor grado de sofisticación del producto.
Tecnologías de impresión 3D
FDM
El modelado por deposición fundida, (FDM), es un método para calentar y fundir varios materiales filamentosos fundidos en caliente (cera, ABS y nailon, etc.) para darle forma y es un tipo de tecnología de impresión 3D. El proceso FDM utiliza las propiedades adhesivas de fusión en caliente de los materiales termoplásticos apilados capa por capa bajo el control del PLC. Los materiales de base comunes incluyen materiales termoplásticos, metales del sistema eutéctico, materiales comestibles, etc.
EBF
La formación libre de haz de electrones (EBF) es un proceso que utiliza un haz de electrones como fuente de calor para construir piezas utilizando alambres de metal fuera del eje. Las piezas formadas casi netas fabricadas mediante este proceso de fabricación aditiva requieren un acabado posterior mediante un proceso de reducción.
La tecnología EBF puede formar directamente metales como aluminio, níquel, titanio o acero inoxidable, y es posible mezclar dos materiales o incrustar uno en el otro. La tecnología es adecuada para casi cualquier material metálico aleado.
DMLS
La sinterización directa por láser de metales es un proceso que se utiliza para producir en masa moldes para piezas moldeadas por inyección y para fabricar productos metálicos, pero también se puede utilizar en tecnologías como la extrusión o el moldeo por soplado y otros procesos de plástico. DMLS es adecuado para la impresión 3D de casi cualquier aleación.
La fusión por haz de electrones (EBM) es una tecnología de fabricación aditiva de metales avanzada emergente en los últimos años. El principio es importar los datos del modelo sólido 3D de la pieza en el equipo EBM, luego colocar una capa delgada de polvo de metal fino en la cámara de trabajo del equipo EBM. La alta densidad de energía generada en el punto focal por la desviación y el enfoque del haz de electrones de alta energía hace que la capa de polvo de metal sea escaneada para producir altas temperaturas en áreas localizadas diminutas, lo que resulta en la fusión de las partículas de metal y el continuo El escaneo del haz de electrones hará que los pequeños grupos de metal se fusionen y solidifiquen, conectándose para formar capas metálicas lineales y facetadas.
La fusión selectiva por láser es una de las principales tecnologías utilizadas en la fabricación aditiva de materiales metálicos. Utiliza un láser como fuente de energía y escanea el lecho de polvo metálico capa por capa de acuerdo con la planificación de la ruta en el modelo de corte CAD 3D. El polvo de metal escaneado se funde y solidifica para lograr un efecto de unión metalúrgica, dando como resultado la pieza de metal diseñada por el modelo. Adecuado principalmente para impresión 3D sobre titanio, cobalto-cromo, acero inoxidable, aluminio, etc.
SLS
El proceso SLS, también conocido como sinterización selectiva por láser, fue desarrollado en 1989 por CR Dechard de la Universidad de Texas en Austin, EE. UU. El proceso SLS utiliza material en polvo para la formación. El material en polvo se esparce sobre la superficie superior de la pieza formada y se raspa hasta que quede plano; se utiliza un láser de CO2 de alta intensidad para escanear la sección transversal de la pieza sobre la nueva capa recién colocada; el material en polvo se sinteriza bajo la luz láser de alta intensidad para obtener una sección transversal de la pieza, que se adhiere a la pieza formada debajo; cuando se ha sinterizado una capa de la sección transversal, se coloca una nueva capa de material en polvo y la siguiente capa de la sección transversal se sinteriza selectivamente.
Arriba hemos descrito algunas de las tecnologías utilizadas en la impresión 3D. En los últimos años, la tecnología de impresión 3D ha mostrado fuertes ventajas de aplicación en muchos campos, y muchas piezas y productos de precisión basados en la tecnología de impresión 3D han tenido un impacto positivo en la promoción del desarrollo y la innovación industrial.
Con el desarrollo de tecnologías complementarias, habrá más materiales de impresión disponibles en el futuro, y la impresión 3D reducirá el costo de los equipos de impresión y mejorará la naturaleza humana e inteligente de las operaciones de impresión, proporcionando así apoyo técnico para el desarrollo social y económico.
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