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Impresión 3D

– fabricación por adición en FACTUREE

¿Por qué producir piezas con impresión 3D en FACTUREE online?

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Gama de servicios Impresión 3D

  • Todos los procesos de impresión habituales (MDF, MJM, SLS...)
  • Impresión en plástico, resina y metal
  • Otras técnicas de fabricación (fresado CNC, torneado CNC...)
  • Producción de prototipos y pequeñas series

FACTUREE - El fabricante online le permite producir componentes complejos de forma rápida y rentable utilizando impresión 3D. Como fabricante en línea tenemos acceso a un número casi ilimitado de impresoras 3D a través de nuestra red de socios fabricantes en constante crecimiento y por lo tanto siempre tenemos capacidad libre.

Incluso en el caso de proyectos difíciles, su pedido suele entregarse en un plazo de 9 a 12 días laborables a partir de la fecha de realización del pedido.

Los componentes que usted requiere pueden ser fabricados de acuerdo a sus necesidades utilizando varios procesos de fabricación aditiva como el modelado por deposición fundida (FDM), la estereolitografía (SLA), la fusión multichorro (MJF), la sinterización láser selectiva (SLS), la fusión láser selectiva (SLM), la sinterización láser de metal directo (DMLS) o el PolyJet. 

Dependiendo del proceso de impresión, un gran número de plásticos, resinas (epoxi) o incluso metales están disponibles como materiales.

El rango de producción de FACTUREE

A través de nuestra amplia red de versátiles socios fabricantes podemos ofrecerle una amplia gama de diferentes piezas impresas en 3D. Los requisitos varían entre los diferentes procesos de fabricación de aditivos. En general, se deben observar las siguientes especificaciones:

Especificaciones

  • Dimensiones mínimas: L: 3mm x A: 3mm x H: 3mm
  • Dimensiones máximas: L: 1000mm x A: 1000mm x H: 1000mm
  • Espesor de las paredes: desde 0,2mm
  • Tolerancia: ±0,02mm
  • Cantidad: desde 1 pieza.
3D-gedruckte Kunststoffteile

¿Qué es la impresión 3D?

La impresión 3D se refiere básicamente a un proceso en el que una pieza de trabajo o un ensamblaje completo se construye capa por capa a partir de un material original. Este proceso también da lugar al término "fabricación por adición" para la impresión en 3D. La impresión en 3D está experimentando actualmente un verdadero auge, también y especialmente en la fabricación industrial. En 2018, el mercado de la 3D tuvo un volumen de negocios mundial de más de 18.000 millones de dólares - y la tendencia está aumentando rápidamente. En la industria, la impresión 3D se ha convertido en una seria alternativa a las tecnologías abrasivas como el torneado y el fresado.

Aunque el concepto básico de la impresión en 3D es siempre el mismo, existen diferencias significativas entre los distintos procesos. Además de la extrusión de materiales, también se utilizan el curado de polímeros líquidos o la adhesión selectiva de material en polvo en la impresión 3D.

La impresión 3D real siempre se basa en diseños digitales (CAD). Los datos digitales se preparan de forma similar a las máquinas CNC "clásicas" y se envían a la impresora 3D.

¿Qué materiales se pueden utilizar en la impresión 3D?

Los materiales más utilizados actualmente en la fabricación de aditivos son los plásticos, el metal y la cerámica. Estos materiales pueden utilizarse para cubrir casi todos los requisitos en el campo de la construcción de prototipos, modelos o muestras. Además, se utiliza un gran número de "materiales especiales" para la impresión.

Plásticos

En el campo de los plásticos, los termoplásticos duraderos y estables son de especial interés para la impresión en 3D. Entre los plásticos utilizados se encuentran el poliéster, los policarbonatos, las poliamidas o el ABS. Especialmente en la producción industrial, estos plásticos ofrecen un máximo de fiabilidad en la impresión 3D. Al mismo tiempo, los termoplásticos son bastante baratos de comprar y por lo tanto económicos de procesar. Para la impresión, los plásticos, que están disponibles en forma de gránulos o hebras, primero se licuan y luego se extruyen a través de las boquillas de la extrusora. Después de que el material se haya enfriado y por lo tanto solidificado, se obtienen resultados robustos y detallados. Los plásticos son muy solicitados como base para la impresión en 3D, especialmente en el campo técnico.

Filamentos de plástico
Filamentos de plástico enrollados

Resinas

Las resinas utilizadas en la impresión 3D se clasifican básicamente también como plásticos, ya que se utilizan principalmente resinas epoxídicas o acrílicas. Especialmente en la construcción de prototipos o muestras, las resinas sintéticas se utilizan en el entorno industrial. A pesar de que las propiedades técnicas de las resinas están por debajo de las de los plásticos "clásicos", las resinas en la impresión 3D ofrecen una ventaja muy decisiva: la resolución. Las impresiones 3D con resina como material base pueden resolverse con mucha más precisión y, por lo tanto, son más detalladas. Por ejemplo, las estructuras más filigranas pueden ser creadas en la impresión 3D - algo que es difícil o imposible con otros materiales.

Metales

Polvo de aluminio
Polvo de aluminio

Aunque el proceso básico de producción de componentes metálicos mediante la impresión 3D se conoce desde los años 70, sólo en los últimos años cada vez más fabricantes industriales han empezado a utilizar la impresión 3D en metal. La razón de ello son los altos costes del proceso de fabricación, que en algunos casos han excedido drásticamente los costes de los métodos de fabricación alternativos. Mientras tanto, sin embargo, las piezas de metal se pueden producir a costes unitarios rentables, por lo que la impresión en 3D también se está extendiendo cada vez más en el procesamiento de metales. El proceso se utiliza especialmente en la industria automotriz, aeroespacial y en la tecnología médica. Los metales comúnmente utilizados para la impresión 3D son el aluminio, el acero o el titanio.

Otros materiales

Además de los plásticos y metales, se utilizan muchos otros materiales para la impresión industrial en 3D. Por ejemplo, las cerámicas, cuya idoneidad para el uso está todavía en fase de desarrollo. El hormigón o el yeso también se utiliza, por ejemplo, para la impresión 3D experimental en el campo de la arquitectura. La impresión en 3D también puede dar lugar a innovaciones en los productos de la industria alimentaria, ya que la masa de la pasta o el chocolate también pueden ser moldeados con las impresoras 3D. Otro fenómeno marginal es la impresión de células vivas y biomateriales. En la actualidad, la industria biotecnológica está llevando a cabo una gran cantidad de investigación básica en este sector y se espera que la impresión en 3D revolucione el campo de la medicina en los próximos años.

Diversos procesos de fabricación aditiva

Desde la invención de la impresión en 3D, una amplia variedad de fabricantes han trabajado en métodos para hacer que la impresión en 3D sea más eficiente, rápida y económica. En función del material utilizado y del resultado final deseado, actualmente existen varios procesos de impresión entre los que se puede elegir. Algunos de los procesos de fabricación sólo son factibles en el sector industrial, ya que los costes de adquisición de las impresoras 3D necesarias son bastante elevados. Sin embargo, otros procesos también han llegado a los hogares (a pequeña escala). Hemos resumido los métodos de producción más importantes, sus ventajas y desventajas, así como los materiales utilizados para la impresión en lo siguiente.

Modelado por deposición fundida (MDF)

El modelado de deposición fundida es un proceso de impresión en 3D en el que el plástico fundido, y en raras ocasiones, los metales licuados, se aplican en capas a una plataforma de trabajo. Capa por capa, el MDF crea un modelo impreso en 3D. La base del proceso MDF es un modelo digital 3D, que se descompone en un gran número de capas individuales (cortes) mediante programas especiales de CAD. Estas capas son transferidas a la plataforma de trabajo por la impresora 3D.

Las ventajas del modelado de deposición fundida son principalmente el bajo costo y la rápida implementación de la impresión en 3D. Esto permite plazos de entrega cortos y una impresión económica. Además, los componentes impresos son extremadamente estables en cuanto a sus dimensiones. Las desventajas son la baja precisión de las piezas impresas y la visibilidad de las capas de impresión individuales. Con ciertos materiales, especialmente el ABS, las piezas delgadas pueden doblarse - el llamado "efecto de urdimbre". Otra desventaja en algunos casos es la peculiaridad técnica de la impresión FDM, que los sólidos no son sólidos sino que siempre se imprimen con una estructura de relleno.

Básicamente, todos los termoplásticos pueden utilizarse como materiales para la impresión MDF. El ABS, las poliamidas, el PEEK o el PA6 se utilizan con frecuencia, así como los policarbonatos, el PET o el polipropileno para la impresión MDF. Las impresiones MDF hechas de metales todavía están siendo probadas. Sin embargo, esto todavía no se ha implementado a escala industrial.

Modelado por deposición fundida (MDF)

Estereolitografía (SLA)

La estereolitografía es el proceso de impresión 3D más utilizado hasta la fecha. La estereolitografía (SLA) fue inventada ya en 1983 - y todavía se utiliza industrialmente casi sin cambios. La estereolitografía utiliza las propiedades de fotocurado de los fotopolímeros para imprimir componentes en 3D. Los fotopolímeros, por ejemplo, las resinas epoxi o sintéticas, se encuentran en un baño de plástico líquido. Consiste en los monómeros básicos del plástico. Se utiliza un láser para curar los plásticos en los puntos especificados por un modelo CAD. Una vez que una capa se ha endurecido, la plataforma de trabajo de la impresora 3D se baja unos milímetros. Un limpiador extiende una nueva capa de plástico líquido y el láser se utiliza de nuevo. El objeto deseado se construye así capa por capa.

Por razones técnicas, sólo se utilizan resinas plásticas fotosensibles (epoxi, acilo o elastómero) como materiales para la estereolitografía. El SLA se utiliza para la producción de modelos de filigrana, modelos de diseño y prototipos, pero también para la producción de componentes funcionales o modelos maestros para el moldeo. Como desventaja, se debe mencionar la fragilidad de los objetos creados, lo que limita las áreas de aplicación. Dado que durante la impresión SLA no se pueden evitar los trabajos de repaso extensos como el curado de los objetos en un armario UV o la eliminación manual de las estructuras de soporte, el proceso es comparativamente costoso.

Jet Multi Fusion (MJF)

Piezas sólidas con alta precisión, alta resolución y en el menor tiempo posible: Multi Jet Fusion es sin duda una de las tecnologías más potentes en la impresión 3D hoy en día. En el proceso se aplica un líquido termoconductor, el llamado "agente de fusión", a una capa de polvo de material (normalmente poliamida 12). Una fuente de calor infrarrojo se utiliza directamente después. El agente de fusión asegura que las áreas que moja se calienten más que el resto del material en polvo. Esto asegura que el material se funde. Para conseguir bordes afilados y contornos precisos, se utiliza otro agente, conocido como el "Agente de Detalle". Este agente se aplica exactamente alrededor de las áreas donde se utiliza el Agente Fusor. Esto crea una diferencia significativa en la temperatura - y se crean los bordes afilados y los contornos precisos deseados.

Las ventajas del proceso de Multi Jet Fusion residen en la casi 100% de densidad de los componentes impresos y en la alta velocidad de la impresión. La velocidad de impresión de las MJF es aproximadamente 10 veces mayor que la de otros procesos comparables. Debido a las pequeñas gotas utilizadas en Multi Jet Fusion para la impresión en 3D, la resolución (1.200 dpi) supera cualquier otro método de fabricación aditivo. La superficie algo rugosa de los objetos impresos y la limitación a un solo material pueden ser catalogados como desventajas (PA 12). Si se desean colores distintos al gris o al negro para los objetos impresos, se incurrirá en gastos adicionales para el recubrimiento.

PolyJet

El proceso PolyJet, a veces también llamado Modelado MultiJet, es uno de los procesos más extendidos en la creación de prototipos rápidos. En el proceso PolyJet, se utiliza un cabezal de impresión para aplicar un fotopolímero en capas a una plataforma de construcción para la impresión 3D. El fotopolímero se dispersa en diminutas gotas y se cura inmediatamente con luz UV. En la impresión 3D de PolyJet se pueden obtener espesores de capa muy finos de sólo 16 - 32 µm, lo que confiere a los modelos un nivel de detalle extremadamente alto. Además, se crean superficies lisas similares a las producidas por el moldeo por inyección. La impresión PolyJet también facilita la combinación de varios materiales diferentes para una pieza de trabajo. Por ejemplo, se pueden combinar materiales sólidos y similares a la goma, o se pueden mezclar diferentes materiales durante la impresión 3D para crear propiedades de la pieza de trabajo completamente nuevas. Además de estas ventajas, también hay que mencionar que la impresión 3D de PolyJet implica largos tiempos de impresión, lo que hace que la producción sea bastante costosa. En algunos lugares también se requieren estructuras de soporte para la impresión. Como resultado, las piezas impresas a menudo tienen que ser repasadas manualmente, lo que aumenta aún más el precio.
Se utiliza una amplia variedad de plásticos, como el ABS o el polipropileno, así como formas mixtas como materiales.

Sinterizado selectivo por láser (SLS)

En el sinterizado selectivo por láser (SLS), se aplica un material de partida en polvo - generalmente poliamida o elastómero - a toda la superficie de la plataforma de trabajo de la impresora 3D. A continuación, el polvo se sinteriza mediante un rayo láser según el contorno especificado, es decir, se calienta hasta justo por debajo del punto de fusión. De esta manera, el material se adhiere a lo largo del contorno deseado. Cuando se termina una capa, la plataforma de construcción se baja por el grosor de la capa. Se aplica una nueva capa de polvo y el proceso comienza de nuevo. Capa por capa y de abajo hacia arriba, el objeto deseado se crea en la impresora 3D. Dado que las estructuras salientes se estabilizan en el lecho de polvo, la fijación (y posterior retirada) de las estructuras de soporte no es necesaria. Los componentes creados son mecánicamente resistentes, termoestables y ligeros. Además, SLS puede utilizarse para imprimir objetos enclavados y, por lo tanto, móviles. Una desventaja del proceso SLS es la superficie comparativamente rugosa y los largos ciclos de impresión. Las tolerancias alcanzables son también más altas que con otros procesos como la estereolitografía o el proceso PolyJet.
Como se ha mencionado anteriormente, la poliamida es el principal material utilizado para el SLS. Más raramente, los poliuretanos termoplásticos (TPU) o las cetonas de poliéter (PEK) también se utilizan para la sinterización selectiva por láser. Si se utiliza PA12 (Nylon) para el SLS, se puede enriquecer con aditivos para conseguir propiedades específicas del material. El material complementario es, por ejemplo, el aluminio o la fibra de carbono.

Fusión Láser Selectiva (SLM)

La fusión selectiva por láser (SLM) se considera uno de los procesos de impresión 3D más versátiles y una alternativa rentable a la soldadura, el fresado o la fundición. En la fusión selectiva de láser, el metal en forma de polvo se aplica a la plataforma de un edificio y luego se funde con una viga de láser a lo largo del contorno deseado. La SLM también trabaja por capas, lo que significa que después de crear una capa, se baja la plataforma del edificio, se aplica polvo fresco y se vuelve a fundir. Las estructuras de soporte necesarias se incorporan automáticamente de forma paralela al proceso de impresión real.

La ventaja de la SLM es claramente la libertad de diseño. Dado que los componentes se construyen capa por capa en la forma deseada, se pueden generar incluso geometrías extremadamente complejas y piezas móviles de materiales difíciles de procesar. Al mismo tiempo, la fusión selectiva por láser es extremadamente económica debido a la mínima cantidad de residuos. Los materiales utilizados son aluminio, acero inoxidable, titanio o aleaciones de cromo-cobalto. Dependiendo del fabricante o de la empresa de producción, la fusión selectiva por láser también se conoce como DMLS (Sinterización Láser de Metal Directo), LMF (Fusión Láser de Metal) o Fabricación de Capas Aditivas. Sin embargo, los diferentes términos se refieren todos al mismo proceso.

Otros procedimientos

Además de los procesos comúnmente utilizados en la industria, existen otras posibilidades de impresión en 3D. Por ejemplo, la impresión en 3D, en la que el polvo similar al yeso se adhiere capa por capa utilizando un aglutinante. O el procesamiento digital de la luz (DLP), que es aproximadamente similar a la estereolitografía. Sin embargo, se utiliza un proyector o una pantalla LCD en lugar de un láser para curar el material base. La fusión por haz de electrones (EBM) también se utiliza para la impresión en 3D. La EBM siempre requiere un material conductor en forma de polvo. El material es "bombardeado" con energía de electrones en la impresora 3D y así se hace para que se derrita.
Qué proceso de impresión 3D es finalmente el más económico, rápido y óptimo para el respectivo propósito de aplicación no puede ser respondido de una manera generalmente válida. Cada proceso tiene sus propias ventajas y desventajas específicas. Por lo tanto, para cada proceso de impresión en 3D es necesario considerar qué proceso debe ser seleccionado como adecuado.

Aplicaciones de la impresión 3D

En el sector industrial, la impresión en 3D se utiliza para piezas estructurales, por ejemplo, componentes mecánicos, mangos o soportes o la producción de piezas de carcasa. También se pueden producir herramientas, tales como dispositivos de fijación o moldes de fundición, utilizando impresoras 3D. Especialmente en la construcción ligera - por ejemplo en la industria aeroespacial - los procesos de fabricación aditiva se han utilizado ampliamente. En general, la impresión en 3D siempre es ventajosa cuando la producción se va a realizar en pequeñas series a partir de una unidad y la fabricación convencional y abrasiva no es económica o no es técnicamente viable.

Las ventajas de la impresión en 3D

Como ya se ha mencionado, la impresión en 3D ofrece grandes ventajas sobre el procesamiento mecánico, especialmente en la producción de piezas únicas o prototipos. Uno de los factores más importantes que han hecho de la impresión en 3D un proceso tan popular a escala industrial es el corto tiempo de producción de las piezas. Es irrelevante si las piezas de trabajo con estructuras complejas o simples deben ser producidas. El ahorro de tiempo es posible sobre todo porque se eliminan completamente los pasos intermedios, tal y como se requiere en los procesos de fabricación convencionales. Por ejemplo, la impresión en 3D sólo requiere un modelo CAD correspondiente y, por supuesto, la impresora 3D real, mientras que los procesos convencionales requieren la producción de herramientas o moldes o programas NC antes del proceso de fabricación real.
Al reducir los tiempos de producción, los costes unitarios se reducen significativamente, lo que puede ser una ventaja competitiva decisiva.

Otra ventaja de la impresión en 3D es que minimiza el riesgo de costosos costes adicionales si se tienen que hacer cambios en el componente. A diferencia del moldeo por inyección o el mecanizado, los cambios en la geometría no requieren moldes y herramientas nuevas o adaptadas - es suficiente con implementar los cambios en el modelo CAD. Dependiendo del proceso utilizado, la impresión en 3D también permite resolver las restricciones del diseño. Mientras que los desarrolladores de productos con métodos de fabricación convencionales no pudieron poner en práctica todas las ideas de diseño, la impresión en 3D hace que casi todo sea posible. Cavidades, agujeros con direcciones cambiantes, grandes salientes o socavones: la impresión en 3D permite un enfoque completamente nuevo en el desarrollo de productos. Por último, la impresión en 3D es también un proceso de fabricación relativamente sostenible. En la mayoría de los casos, el material sobrante puede ser reutilizado y prácticamente no hay residuos.

Prototipos rápidos

Traducido, el prototipado rápido significa en primer lugar un proceso "para la producción rápida de muestras" a partir de datos CAD digitales y tridimensionales. Desde la introducción de las primeras impresoras 3D hace casi 40 años, la creación rápida de prototipos se ha establecido en todos los sectores, ya que el tiempo de producción de un prototipo rara vez tarda más de unos pocos días gracias a la impresión en 3D. La ventaja de costes que también se utiliza para imprimir varios prototipos durante el proceso de desarrollo de un nuevo objeto - y así poder detectar y eliminar los defectos de diseño directamente sobre el objeto "real".

¿En qué industrias se utiliza la impresión 3D?

Las aplicaciones para la impresión en 3D son tan diversas como las industrias que aprovechan su capacidad para imprimir objetos. Especialmente cuando se requieren productos individuales con las estructuras y geometrías más complicadas, la impresión en 3D muestra sus ventajas sobre los métodos de producción convencionales. Por ejemplo, en la tecnología médica, donde los objetos impresos se utilizan como implantes o montajes para audífonos. La impresión en 3D también tiene demanda en la industria aeroespacial. Aquí, el enfoque principal es la construcción ligera de los componentes individuales, que se pueden realizar excelentemente con la impresión 3D. En la fabricación de herramientas y moldes, los dispositivos de medición o los moldes de inyección se imprimen en poco tiempo, en la creación de prototipos las ideas y las visiones se pueden convertir en realidad en el menor tiempo posible. Y también en la investigación o la educación, cada vez se utilizan más objetos impresos. El espectro de aplicaciones abarca desde modelos de anatomía médica hasta componentes experimentales para ensayos.

Coronas dentales producidas por impresión metálica en 3D
Coronas dentales producidas por impresión metálica en 3D (SLM)