Fabricació additiva i ràpida

En els darrers anys, hem vist un augment de la demanda de FABRICACIÓ RÀPIDA o PROTOTIPAT RÀPID. Aquest procés també es pot anomenar FABRICCIÓ D'ESCRIPTORI o FABRICACIÓN DE FORMA LLIURE. Bàsicament, un model físic sòlid d'una peça es fa directament a partir d'un dibuix CAD tridimensional. Utilitzem el terme FABRICACIÓ ADITIVA per a aquestes diferents tècniques on construïm peces en capes. Utilitzant maquinari i programari integrats impulsats per ordinador realitzem la fabricació additiva. Les nostres tècniques ràpides de prototipat i fabricació són ESTEREOLITOGRAFIA, POLYJET, MODELITZACIÓ DE DEPOSICIÓ FUSADA, SINTERITZACIÓ LÀSER SELECTIVA, FUSIÓ DE FIXES ELECTRONS, IMPRESSIÓ TRIDIMENSIONAL, FABRICACIÓ DIRECTA, UTILITZACIÓ RÀPIDA. Us recomanem que feu clic aquí perDESCARREGA les nostres il·lustracions esquemàtiques de la fabricació additiva i els processos de fabricació ràpida per AGS-TECH Inc. 
Això us ajudarà a entendre millor la informació que us oferim a continuació. 

 

El prototipat ràpid ens proporciona: 1.) El disseny conceptual del producte es visualitza des de diferents angles en un monitor mitjançant un sistema 3D/CAD. 2.) Es fabriquen i s'estudien prototips a partir de materials no metàl·lics i metàl·lics des dels aspectes funcionals, tècnics i estètics. 3.) S'aconsegueix un prototip de baix cost en molt poc temps. La fabricació additiva es pot semblar a la construcció d'una barra de pa apilant i unint llesques individuals una sobre l'altra. És a dir, el producte es fabrica llesca per rodanxa, o es diposita capa per capa una sobre l'altra. La majoria de peces es poden produir en hores. La tècnica és bona si es necessiten peces molt ràpidament o si les quantitats necessàries són baixes i fer un motlle i eines és massa car i requereix molt de temps. Tanmateix, el cost d'una peça és car a causa de les matèries primeres cares. 

 

• ESTEREOLITOGRAFIA : Aquesta tècnica també abreujada com STL, es basa en el curat i enduriment d'un fotopolímer líquid en una forma específica enfocant-hi un raig làser. El làser polimeritza el fotopolímer i el cura. Mitjançant l'escaneig del raig làser UV segons la forma programada al llarg de la superfície de la barreja de fotopolímers, la peça es produeix de baix a dalt en rodanxes individuals en cascada una sobre l'altra. L'escaneig del punt làser es repeteix moltes vegades per aconseguir les geometries programades al sistema. Després que la peça estigui completament fabricada, es retira de la plataforma, es borra i es neteja per ultrasons i amb bany d'alcohol. A continuació, s'exposa a la irradiació UV durant unes hores per assegurar-se que el polímer estigui completament curat i endurit. Per resumir el procés, una plataforma que es submergeix en una barreja de fotopolímers i un raig làser UV es controla i es mou a través d'un sistema de servocontrol segons la forma de la peça desitjada i la peça s'obté fotocurant el polímer capa per capa. Per descomptat, les dimensions màximes de la peça produïda estan determinades per l'equip d'estereolitografia. 

 

• POLYJET : semblant a la impressió d'injecció de tinta, en polyjet tenim vuit capçals d'impressió que dipositen fotopolímer a la safata de construcció. La llum ultraviolada col·locada al costat dels dolls cura i endureix immediatament cada capa. En polyjet s'utilitzen dos materials. El primer material és per a la fabricació del model real. El segon material, una resina semblant a un gel s'utilitza com a suport. Ambdós materials es dipositen capa per capa i es curen simultàniament.  Un cop finalitzat el model, el material de suport s'elimina amb una solució aquosa. Les resines utilitzades són similars a la estereolitografia (STL). El polyjet té els següents avantatges respecte a l'estereolitografia: 1.) No cal netejar les peces. 2.) No cal curar postprocés 3.) Són possibles gruixos de capes més petits i així obtenim una millor resolució i podem fabricar peces més fines.
 
• MODELITZACIÓ DE DEPOSICIÓ FUSADA: També abreujat com a FDM, en aquest mètode un capçal d'extrusora controlat per robot es mou en dues direccions principals sobre una taula. El cable es baixa i s'aixeca segons sigui necessari. Des de l'orifici d'una matriu escalfada al cap, s'extrudeix un filament termoplàstic i es diposita una capa inicial sobre una base d'escuma. Això s'aconsegueix mitjançant el capçal de l'extrusora que segueix un camí predeterminat. Després de la capa inicial, la taula es baixa i les capes posteriors es dipositen una sobre l'altra. De vegades, quan es fabriquen una peça complicada, es necessiten estructures de suport perquè la deposició pugui continuar en determinades direccions. En aquests casos, un material de suport s'extrudeix amb un espai de filament menys dens sobre una capa de manera que sigui més feble que el material del model. Aquestes estructures de suport es poden dissoldre o trencar posteriorment després de la finalització de la peça. Les dimensions de la matriu de l'extrusora determinen el gruix de les capes extruïdes. El procés FDM produeix peces amb superfícies esglaonades en plans exteriors oblics. Si aquesta rugositat és inacceptable, es pot utilitzar un poliment de vapor químic o una eina escalfada per suavitzar-los. Fins i tot hi ha disponible una cera de poliment com a material de recobriment per eliminar aquests passos i aconseguir toleràncies geomètriques raonables.    

 

• SINTERITZACIÓ LÀSER SELECTIVA: També denominat SLS, el procés es basa en la sinterització selectiva d'un polímer, pols ceràmiques o metàl·liques en un objecte. La part inferior de la cambra de processament té dos cilindres: un cilindre de construcció parcial i un cilindre d'alimentació de pols. El primer es baixa gradualment fins a on s'està formant la peça sinteritzada i el segon s'eleva gradualment per subministrar pols al cilindre de construcció de peces mitjançant un mecanisme de corró. Primer es diposita una fina capa de pols al cilindre de construcció parcial, després es centra un raig làser en aquesta capa, traçant i fonent/sinteritzant una secció transversal determinada, que després es torna a solidificar en un sòlid. La pols és que les zones que no són afectades pel raig làser es mantenen soltes, però encara suporten la part sòlida. Després es diposita una altra capa de pols i es repeteix el procés moltes vegades per obtenir la peça. Al final, es treuen les partícules de pols soltes. Tot això es realitza mitjançant un ordinador de control de processos mitjançant instruccions generades pel programa CAD 3D de la peça que s'està fabricant. Es poden dipositar diversos materials com polímers (com ABS, PVC, polièster), ceres, metalls i ceràmiques amb aglutinants de polímers adequats.

 

• ELECTRON-BEAM  MELTING : Similar a la sinterització làser selectiva, però utilitzant feix d'electrons per fondre pols de titani o crom cobalt per fer prototips al buit. S'han fet alguns desenvolupaments per realitzar aquest procés en acers inoxidables, alumini i aliatges de coure. Si cal augmentar la resistència a la fatiga de les peces produïdes, utilitzem la premsa isostàtica en calent posterior a la fabricació de peces com a procés secundari.   

 

• IMPRESSIÓ TRIDIMENSIONAL: També denotada per 3DP, en aquesta tècnica un capçal d'impressió diposita un aglutinant inorgànic sobre una capa de pols no metàl·lica o metàl·lica. Un pistó que porta el llit de pols es baixa gradualment i a cada pas es diposita l'aglutinant  capa per capa i es fusiona per l'aglutinant. Els materials en pols utilitzats són barreges de polímers i fibres, sorra de fosa, metalls. Utilitzant diferents capçals d'enquadernador simultàniament i diferents aglutinants de colors podem obtenir diversos colors. El procés és semblant a la impressió d'injecció de tinta però en comptes d'obtenir una làmina de colors obtenim un objecte tridimensional de colors. Les peces produïdes poden ser poroses i per tant poden requerir sinterització i infiltració de metalls per augmentar la seva densitat i resistència. La sinterització cremarà l'aglutinant i fusionarà les pols metàl·liques. Metalls com l'acer inoxidable, l'alumini, el titani es poden utilitzar per fer les peces i com a materials d'infiltració utilitzem habitualment coure i bronze. La bellesa d'aquesta tècnica és que fins i tot conjunts complicats i mòbils es poden fabricar molt ràpidament. Per exemple, es pot fer un conjunt d'engranatges, una clau anglesa com a eina i tindrà peces mòbils i giratòries a punt per ser utilitzades. Els diferents components del conjunt es poden fabricar amb diferents colors i tot d'un sol cop.  Descarrega el nostre fulletó a:Conceptes bàsics de la impressió 3D de metall

 

• FABRICACIÓ DIRECTA i UTILITZACIÓ RÀPIDA: A més de l'avaluació del disseny i la resolució de problemes, utilitzem prototips ràpids per a la fabricació directa de productes o l'aplicació directa als productes. En altres paraules, el prototipat ràpid es pot incorporar als processos convencionals per fer-los millors i més competitius. Per exemple, el prototipat ràpid pot produir patrons i motlles. Els patrons d'un polímer de fusió i combustió creats per operacions de prototipat ràpid es poden muntar per a la fosa d'inversió i invertir. Un altre exemple a esmentar és utilitzar 3DP per produir carcassa de fosa de ceràmica i utilitzar-la per a operacions de fosa de closca. Fins i tot els motlles d'injecció i les insercions de motlles es poden produir mitjançant un prototipat ràpid i es poden estalviar moltes setmanes o mesos de temps de fabricació de motlles. Només analitzant un fitxer CAD de la peça desitjada, podem produir la geometria de l'eina mitjançant programari. Aquests són alguns dels nostres mètodes populars d'eines ràpides:
RTV (Room-Temperature Vulcanizing) MOLDURA / COSTADA D'URETA: Es pot utilitzar el prototipat ràpid per fer el patró de la peça desitjada. A continuació, aquest patró es recobreix amb un agent de separació i s'aboca cautxú RTV líquid sobre el patró per produir les meitats del motlle. A continuació, aquestes meitats de motlle s'utilitzen per injecció d'uretans líquids. La vida útil del motlle és curta, només com 0 o 30 cicles, però suficient per a la producció de lots petits. 
ACES (Acetal Clear Epoxy Solid) MOLDETURA PER INJECCIÓ: Utilitzant tècniques de prototipat ràpid com l'estereolitografia, produïm motlles d'injecció. Aquests motlles són closques amb un extrem obert per permetre l'ompliment de materials com epoxi, epoxi farcit d'alumini o metalls. De nou, la vida útil del motlle es limita a desenes o centenars de peces com a màxim. 
PROCÉS D'EINES DE METÀLLIC POLVERIZAT: Utilitzem prototips ràpids i fem un patró. Ruixem un aliatge d'alumini-zinc a la superfície del patró i l'hi recobrim. A continuació, el patró amb el recobriment metàl·lic es col·loca dins d'un matràs i es posa en test amb un epoxi o farcit d'alumini. Finalment, es retira i produint dues meitats de motlle d'aquest tipus obtenim un motlle complet per a l'emmotllament per injecció. Aquests motlles tenen una vida útil més llarga, en alguns casos, segons el material i les temperatures, poden produir milers de peces. 
PROCÉS KEELTOOL: aquesta tècnica pot produir motlles amb 100.000 a 10 milions de cicles de vida. Utilitzant prototips ràpids produïm un motlle RTV. A continuació, s'omple el motlle amb una barreja que consisteix en pols d'acer per eines A6, carbur de tungstè, aglutinant de polímer i es deixa curar. A continuació, aquest motlle s'escalfa per cremar el polímer i fusionar les pols metàl·liques.  El següent pas és la infiltració de coure per produir el motlle final. Si cal, es poden realitzar operacions secundàries com el mecanitzat i el polit al motlle per obtenir millors precisions dimensionals.