El mecanizado CNC es un método de fabricación común que durante mucho tiempo se pensó que era un elemento básico de los fabricantes industriales tradicionales de todo el mundo. Estas máquinas son exactas y precisas y mecanizan el metal utilizando métodos "sustractivos"; crean piezas eliminando material, en lugar de agregarle algo.
Pero, ¿qué pasaría si pudiera obtener resultados mejores y más rápidos utilizando un método "aditivo" en lugar de un método sustractivo? ¿Por qué no una impresora 3D para fabricar utilizando tecnología aditiva? ¿Es esto económico y factible?
Hay motivos para el debate sobre cuál es el método más adecuado para la fabricación de herramientas: Fresado CNC, tornos, etc., o impresión 3D mediante manufactura aditiva. Hay tres ventajas notables en el uso de la manufactura aditiva o la impresión 3D al fabricar piezas, herramientas y formas.
La manufactura aditiva acelera la fabricación de herramientas personalizadas, creándolas más rápido y más barato. Por ejemplo, la manufactura aditiva se ha utilizado para crear matrices de moldeado de metales personalizadas y herramientas de plegadora en lugar de los métodos tradicionales. Los métodos tradicionales crean piezas que se mecanizan a partir de aceros para herramientas como A2, D2 o 4140. Las herramientas están disponibles comercialmente en el mercado (COTS) de varios fabricantes en geometrías estándar. Sin embargo, esta opción no es ideal cuando se necesita una herramienta personalizada.
La necesidad de una herramienta personalizada suele descubrirse durante el proceso de diseño después de las pruebas de ajuste y función. Suele no estar planificado. Por lo tanto, requiere material específico que puede tener un largo tiempo de espera y no está fácilmente disponible. Esto interrumpe el proceso de diseño, lo que resulta en costos adicionales.
Si se necesita una herramienta personalizada, el costo y el tiempo de espera para producirla son más favorables con la manufactura aditiva.
La manufactura aditiva, usando una impresora 3D modelado por deposición fundida (FDM) es muy capaz de hacer que el troquel de moldeado de metales personalizado, vice mecanizado CNC. Es una mejor opción para volúmenes que van desde ciclos de 100-500. Además, FDM también es adecuado para herramientas offset y flare en calibres más delgados de chapa. Se puede producir más rápido con menos residuos. La manufactura aditiva de la herramienta ahorra tiempo y costos en comparación con los métodos de mecanizado tradicionales.
Al igual que con la matriz personalizada o herramienta de freno, las piezas suelen ser complejas y requieren geometrías más sofisticadas.
La manufactura aditiva es ideal para piezas complejas. Permite múltiples iteraciones de la pieza fabricada utilizando diferentes diseños y geometrías complejas. Las formas pueden imprimirse con una cantidad específica de material, seguir patrones complejos, utilizar de manera óptima el material disponible y producir dichas piezas más rápido con menos desperdicio. El mecanizado CNC generalmente requiere un tiempo de espera más largo del material, genera más desperdicio y no es tan rápido como la impresión 3D.
Mediante el uso de la manufactura aditiva y la impresora adecuada, se pueden lograr geometrías complejas con un volumen de producción moderado, con mucho menos tiempo y esfuerzo.
Por ejemplo, la tecnología FDM de Stratasys puede imprimir varios termoplásticos de alta resistencia que puede resistir la presión de formar metal de calibre delgado. Esto permite fabricar una herramienta de producción a partir de procesos aditivos. Además, el volumen de la herramienta no tiene que ser pequeño en volumen.
Una ventaja significativa de producir piezas con manufactura aditiva o impresión 3D es la posibilidad de imprimir etiquetas de piezas específicas en la pieza, utilizando la impresora 3D.
Mantener y rastrear el inventario de piezas es crucial hoy en día. Las piezas pueden estar con códigos de barras o etiquetadas con información clave que permite controlar sus inventarios con precisión. Sin embargo, el etiquetado de piezas a veces requiere un proceso separado mediante el cual una etiqueta debe imprimirse o colocarse en una pieza. Dicho proceso es un complemento, pero generalmente separado de la fabricación de la pieza.
Con las capacidades detalladas de la impresión 3D, una pieza puede etiquetarse con un código de barras y otra información específica imprimiéndola en la pieza, como parte del proceso de fabricación. Esto puede ser incluso más sofisticado ya que las etiquetas de las piezas pueden imprimirse de tal manera que no aparezcan en absoluto, y sean algo indelebles, pero se puedan escanear o identificar mediante el uso, por ejemplo, de un lector de infrarrojos. Este es un beneficio importante de la manufactura aditiva en lugar del mecanizado CNC u otros procesos de moldeado de metales.
Ciertamente hay mérito tanto en CNC como en la manufactura aditiva. El mecanizado CNC ha sido y seguirá siendo un medio viable para fabricar piezas. La impresión 3D aporta ventajas que son difíciles de igualar con las tecnologías de fabricación tradicionales. El costo de fabricación y el tiempo necesario para producir piezas se minimizan mediante la impresión 3D.
La decisión final recae en el equipo del ciclo de vida del producto y sus objetivos. Permítanos ayudarle a decidir. Mire nuestro documento técnico que analiza, paso a paso, el proceso de producción de herramientas de conformado de metal con impresión 3D.
