Fabricación aditiva e rápida

Nos últimos anos observamos un aumento da demanda de FABRICACIÓN RÁPIDA ou PROTOTIPADO RÁPIDO. Este proceso tamén pode denominarse FABRICACIÓN DE ESCRITORIO ou FABRICACIÓN DE FORMA LIBRE. Basicamente, un modelo físico sólido dunha peza faise directamente a partir dun debuxo CAD tridimensional. Usamos o termo FABRICACIÓN ADITIVA para estas diversas técnicas nas que construímos pezas en capas. Usando hardware e software integrados por ordenador realizamos a fabricación aditiva. As nosas técnicas rápidas de prototipado e fabricación son ESTEREOLITOGRAFÍA, POLYJET, MODELADO POR DEPOSICIÓN FUSIÓN, SINTERIZACIÓN LÁSER SELECTIVA, FUSIÓN POR FAIS DE ELECTRÓNS, IMPRESIÓN TRIDIMENSIONAL, FABRICACIÓN DIRECTA, UTILIZACIÓN RÁPIDA. Recomendamos que faga clic aquí paraDESCARGA as nosas ilustracións esquemáticas de fabricación aditiva e procesos de fabricación rápida de AGS-TECH Inc. 
Isto axudarache a comprender mellor a información que che proporcionamos a continuación. 

 

O prototipado rápido ofrécenos: 1.) O deseño conceptual do produto é visto desde diferentes ángulos nun monitor mediante un sistema 3D/CAD. 2.) Realízanse e estúdanse prototipos a partir de materiais non metálicos e metálicos desde os aspectos funcionais, técnicos e estéticos. 3.) Realízase un prototipado de baixo custo en moi pouco tempo. A fabricación aditiva pode asemellarse á construción dunha barra de pan ao apilar e unir rebandas individuais unhas encima das outras. Noutras palabras, o produto é fabricado porción por porción, ou capa por capa depositada unha sobre outra. A maioría das pezas pódense producir en horas. A técnica é boa se as pezas son necesarias moi rapidamente ou se as cantidades necesarias son poucas e facer un molde e ferramentas é demasiado caro e leva moito tempo. Non obstante, o custo dunha peza é caro debido ao custo das materias primas. 

 

• ESTEREOLITOGRAFÍA : Esta técnica tamén abreviada como STL, baséase no curado e endurecemento dun fotopolímero líquido nunha forma específica enfocando un raio láser nel. O láser polimeriza o fotopolímero e cúrao. Ao escanear o raio láser UV segundo a forma programada ao longo da superficie da mestura de fotopolímeros, a peza prodúcese de abaixo cara arriba en franxas individuais colocadas en cascada unhas sobre outras. A exploración do punto láser repítese moitas veces para conseguir as xeometrías programadas no sistema. Despois de que a peza estea completamente fabricada, elimínase da plataforma, límpase e límpase por ultrasóns e cun baño de alcohol. A continuación, exponse á irradiación UV durante unhas horas para asegurarse de que o polímero estea completamente curado e endurecido. Para resumir o proceso, unha plataforma que se mergulla nunha mestura de fotopolímeros e un raio láser UV son controladas e trasladadas a través dun sistema de servocontrol segundo a forma da peza desexada e a peza obtense mediante o fotocurado do polímero capa por capa. Por suposto que as dimensións máximas da peza producida veñen determinadas polo equipo de estereolitografía. 

 

• POLYJET : Similar á impresión inkjet, en polyjet temos oito cabezales de impresión que depositan fotopolímero na bandexa de construción. A luz ultravioleta colocada xunto aos chorros cura e endurece inmediatamente cada capa. En polyjet utilízanse dous materiais. O primeiro material é para a fabricación do modelo real. O segundo material, unha resina tipo xel úsase como soporte. Estes dous materiais son depositados capa por capa e simultaneamente curados.  Despois de completar o modelo, o material de soporte elimínase cunha solución acuosa. As resinas utilizadas son similares á estereolitografía (STL). O polyjet ten as seguintes vantaxes fronte á estereolitografía: 1.) Non é necesario limpar pezas. 2.) Non hai necesidade de curado posterior ao proceso. 3.) Son posibles grosores de capa máis pequenos e así obtemos unha mellor resolución e podemos fabricar pezas máis finas.
 
• MODELADO POR DEPOSICIÓN FUSIÓN: Tamén abreviado como FDM, neste método un cabezal de extrusión controlado por robot móvese en dúas direccións principais sobre unha mesa. O cable báixase e levántase segundo sexa necesario. Desde o orificio dunha matriz quentada na cabeza, extrúese un filamento termoplástico e deposita unha capa inicial sobre unha base de escuma. Isto conséguese polo cabezal da extrusora que segue un camiño predeterminado. Despois da capa inicial, a mesa redúcese e as capas posteriores deposítanse unhas sobre outras. Ás veces, cando se fabrica unha peza complicada, son necesarias estruturas de soporte para que a deposición poida continuar en certas direccións. Nestes casos, extrúese un material de soporte cunha separación de filamentos menos densa nunha capa para que sexa máis débil que o material do modelo. Estas estruturas de soporte poden posteriormente disolverse ou romperse despois da finalización da peza. As dimensións da matriz de extrusión determinan o espesor das capas extruidas. O proceso FDM produce pezas con superficies escalonadas en planos exteriores oblicuos. Se esta rugosidade é inaceptable, pódese usar pulido con vapor químico ou unha ferramenta quente para suavizar. Incluso unha cera de pulido está dispoñible como material de revestimento para eliminar estes pasos e acadar tolerancias xeométricas razoables.    

 

• SINTERIZACIÓN LÁSER SELECTIVA: Tamén denotada como SLS, o proceso baséase na sinterización dun polímero, po cerámico ou metálico de forma selectiva nun obxecto. A parte inferior da cámara de procesamento ten dous cilindros: un cilindro de construción parcial e un cilindro de alimentación en po. O primeiro redúcese gradualmente ata onde se está formando a parte sinterizada e o segundo elévase gradualmente para subministrar po ao cilindro de construción da peza a través dun mecanismo de rolos. Primeiro deposítase unha fina capa de po no cilindro de construción parcial, despois céntrase un raio láser nesa capa, trazando e fundindo/sinterizando unha sección transversal particular, que despois se solidifica nun sólido. O po é que as áreas que non son afectadas polo raio láser permanecen soltas pero aínda soportan a parte sólida. Despois deposítase outra capa de po e repítese o proceso moitas veces para obter a peza. Ao final, as partículas de po soltas son sacudidas. Todo isto realízase mediante un ordenador de control de procesos mediante instrucións xeradas polo programa CAD 3D da peza que se está a fabricar. Pódense depositar diversos materiais como polímeros (como ABS, PVC, poliéster), cera, metais e cerámicas con aglutinantes poliméricos axeitados.

 

• ELECTRON-BEAM  MELTING : Similar á sinterización selectiva con láser, pero usando feixe de electróns para fundir po de titanio ou cromo cobalto para facer prototipos ao baleiro. Realizáronse algúns desenvolvementos para realizar este proceso en aceiros inoxidables, aluminio e aliaxes de cobre. Se é preciso aumentar a resistencia á fatiga das pezas producidas, utilizamos prensa isostática en quente posterior á fabricación da peza como proceso secundario.   

 

• IMPRESIÓN TRIDIMENSIONAL: tamén denotada por 3DP, nesta técnica un cabezal de impresión deposita un aglutinante inorgánico sobre unha capa de po non metálico ou metálico. Un pistón que leva o leito de po redúcese gradualmente e en cada paso deposítase o aglutinante  capa por capa e fundido polo aglutinante. Os materiais en po utilizados son mesturas de polímeros e fibras, area de fundición, metais. Usando simultáneamente diferentes cabezas de aglutinante e aglutinantes de diferentes cores podemos obter varias cores. O proceso é similar á impresión con chorro de tinta pero en lugar de obter unha folla de cores obtemos un obxecto tridimensional de cores. As pezas producidas poden ser porosas e, polo tanto, poden requirir sinterización e infiltración de metal para aumentar a súa densidade e resistencia. A sinterización queimará o aglutinante e fundirá os pos metálicos. Para facer as pezas pódense usar metais como o aceiro inoxidable, o aluminio ou o titanio e, como materiais de infiltración, utilizamos habitualmente cobre e bronce. A beleza desta técnica é que ata os conxuntos complicados e en movemento poden fabricarse moi rapidamente. Por exemplo, pódese facer un conxunto de engrenaxes, unha chave como ferramenta e terá pezas móbiles e xiratorias listas para ser utilizadas. Pódense fabricar diferentes compoñentes do conxunto con diferentes cores e todo nun só tiro.  Descarga o noso folleto en:Fundamentos de impresión 3D de metal

 

• FABRICACIÓN DIRECTA e FERRAMENTAS RÁPIDAS: Ademais da avaliación do deseño e da resolución de problemas, utilizamos prototipado rápido para a fabricación directa de produtos ou a aplicación directa en produtos. Noutras palabras, o prototipado rápido pódese incorporar aos procesos convencionais para facelos mellores e máis competitivos. Por exemplo, a creación de prototipos rápidos pode producir patróns e moldes. Os patróns dun polímero de fusión e combustión creados mediante operacións de prototipado rápido pódense montar para a fundición de investimento e investilos. Outro exemplo a mencionar é o uso de 3DP para producir shell de fundición de cerámica e úsao para operacións de fundición de shell. Incluso os moldes de inxección e as insercións de moldes pódense producir mediante prototipado rápido e pódense aforrar moitas semanas ou meses de tempo de fabricación de moldes. Ao analizar só un ficheiro CAD da peza desexada, podemos producir a xeometría da ferramenta mediante software. Estes son algúns dos nosos métodos populares de ferramentas rápidas:
RTV (Room-Temperature Vulcanizing) MOLDEADO / FUNDACIÓN DE URETANO: Pódese usar prototipado rápido para facer o patrón da peza desexada. A continuación, este patrón está revestido cun axente de separación e bótase goma RTV líquida sobre o patrón para producir as metades do molde. A continuación, estas metades do molde úsanse para inxectar uretanos líquidos. A vida útil do molde é curta, só como 0 ou 30 ciclos, pero suficiente para a produción de lotes pequenos. 
ACES (Acetal Clear Epoxy Solid) MOLDEADO POR INXECCIÓN: Usando técnicas de prototipado rápido como estereolitografía, producimos moldes de inxección. Estes moldes son cunchas cun extremo aberto para permitir o recheo de materiais como epoxi, epoxi recheo de aluminio ou metais. De novo, a vida útil do molde está limitada a decenas ou centos de pezas como máximo. 
PROCESO DE UTILIZACIÓN METÁLICA PULVERIZADA: Utilizamos prototipado rápido e facemos un patrón. Pulverizamos unha aliaxe de cinc-aluminio na superficie do patrón e recubrimos. O patrón co revestimento metálico colócase entón dentro dun matraz e envasado cun epoxi ou recheo de aluminio. Finalmente, elimínase e producindo dúas metades destes moldes obtemos un molde completo para o moldeo por inxección. Estes moldes teñen unha vida útil máis longa, nalgúns casos dependendo do material e das temperaturas poden producir pezas por milleiros. 
PROCESO KEELTOOL: Esta técnica pode producir moldes con ciclos de vida de 100.000 a 10 millóns. Usando prototipos rápidos producimos un molde RTV. O molde énchese a continuación cunha mestura formada por po de aceiro para ferramentas A6, carburo de tungsteno, aglutinante de polímero e déixase curar. Este molde quéntase entón para que o polímero se queime e os pos metálicos se fusionen.  O seguinte paso é a infiltración de cobre para producir o molde final. Se é necesario, pódense realizar operacións secundarias como mecanizado e pulido no molde para obter mellores precisións dimensionales.