La manufactura aditiva busca abrirse paso en la construcción de moldes

Mar 16, 2021 Articulos, Noticias

En México, una compañía fabricante de faros automotrices, en El Bajío, añade ciertos insertos impresos en 3D para moldes de novedosas líneas de producción. Dichos insertos habitualmente se usan para el enfriamiento o para maneras de nuestra pieza plástica que son complicadas de maquinar o de hacer en los modelos clásicos.

En Toluca, un centro de construcción de moldes usa moldes pequeños impresos en 3D para ciertos tipos de partes y corridas de producción, primordialmente de mediano alcance o medio tiraje. Esta compañía hace moldes de hasta 20 centímetros y crea un portamoldes en el cual introduce aquellas cavidades impresas en 3D para elevar la eficiencia de su producción de moldes y la proporción de productos que saca al mercado.

En San Juan del rio, una organización dedicada a la manufactura de electrodomésticos usa moldes fabricados comunmente, sin embargo con unidades de enfriamiento impresas en 3D —la más enorme que ha usado es de 60 cm— y esto le ha creado una más grande productividad en sus moldes y en sus tiempos de enfriamiento.

Dichos ejemplos ilustran la utilización diversificado que se le está dando a la impresión 3D para aplicaciones de moldes en México. Si bien, y como explica Sebastián Romo, director general de Tridi, su uso no se ha masificado, puesto que escasas organizaciones han adoptado esta tecnología en el territorio, dichos ejemplos sirven para ilustrar los múltiples campos de acción que estas compañías pioneras han encontrado en su adopción y que se aceleraron en el último año como resultado del desabastecimiento en zonas críticas de atención ante la enfermedad pandémica.

“Durante la enfermedad pandémica, al haber desabastos y al existir la necesitad de producir caretas y piezas plásticas para la defensa de personal, las fábricas se quedaron atrás y tardaron entre 3 y 4 semanas o 2 meses en producir sus moldes y arrancar la producción de millares o millones de partes. Ha sido entonces una vez que usar manufactura aditiva tuvo todo el sentido, pues consiguió colmar aquel tiempo a medida que los moldes estaban listos para corridas. Una vez esto ocurrió, la aditiva dejó de ser importante, por precio y tiempos”, explica Romo.

Con ello coincide Blake Teipel, CEO y cofundador de Essentium Inc., compañía dedicada a dar resoluciones de impresión 3D, quien sugiere que, de cara al futuro, la impresión 3D desempeñará un papel diferente en la aceleración de la transformación de las cadenas de abastecimiento globales para hacerlas más eficientes y flexibles. “La manufactura aditiva le posibilita a una organización mover su abasto de partes a partir de ubicaciones remotas, como China, a instalaciones de producción in situ. Además acelera la era de venta, ya que puede imprimir las partes que requiere en tan solo horas, en vez de aguardar días o semanas para recibir las partes de un proveedor”, agregó.

Por esto, para Romo, la manufactura aditiva encontrará su sitio en la construcción de productos que requieran volúmenes de partes más pequeños, en productos personalizados, en aplicaciones que generen una rotación de ingeniería constante, como las médicas y la aeroespacial, o en aquellas fases de validación del sistema de producción anterior a la inyección.

Las modalidades para los plásticos permanecen incrementando como resultado del desarrollo de la manufactura aditiva. Con los plásticos ahora existe la elección de “moldear o imprimir” para las partes de producción, y esta alternativa de “imprimir” superará varias de las restricciones de los plásticos, de acuerdo con la aplicación.

La manufactura aditiva tiene sitio en diversos instantes dentro del periodo de vida de un producto plástico. El primero de ellos es el de los prototipos, cuya producción hoy se puede hacer en impresión 3D o en maquinado, dependiendo de la pieza a prototipar. Según Romo, la impresión 3D es hoy la herramienta más eficiente y adaptable a los procesos de diseño para la preparación de prototipos.

“Después de ser aprobado el primer ejemplar por el comprador y de estar listo para empezar la producción, puede surgir la pregunta de si inyectar o imprimir. La contestación la va a ofrecer el estudio de costo-eficiencia y del costo por pieza en el extenso de vida del producto. ¿A qué me refiero? Si es un plan que se cree a 10 años para millones de partes, la contestación instantánea es un molde de inyección, pues amortizas aquel precio en todo el tiempo. Si son 1,000 partes al año de un tamaño enorme, a lo mejor la manufactura aditiva puede comenzar a tener sentido”, añade.

El conformal cooling todavía es la primordial aplicación de la manufactura aditiva en la construcción de moldes: insertos de moldes impresos en 3D con refrigeración constituida o herramientas aditivas. No obstante, el diseño de canales de enfriamiento, ejemplificando, no es a gusto en la fase de prototipado del proceso de moldeo por inyección, una vez que los diseños todavía permanecen evolucionando. Asimismo, los instrumentos fundamentadas en polímeros, con ciclos más largos y una vida eficaz reducida, no son una solución práctica para la producción en volumen. En cualquier escenario es preciso la inversión y compromiso por parte del moldeador para aprender cómo aprovechar mejor la tecnología. Esta es la base para edificar una virtud competitiva sustentable en el mercado.

Otra aplicación es famosa como manufactura puente o bridge manufacturing, que es una vez que, frente a la urgencia de salir al mercado, se fabrican partes aditivamente por 3 o 6 meses a medida que los moldes permanecen listos o la demanda del mercado se conserva a un grado que justifique llevar a cabo los moldes de inyección.

Con este extenso espectro de aplicaciones nace la pregunta de si se justifica la inversión en un equipo de impresión 3D. Romo comenta que si trata de una organización dedicada al diseño de productos que comúnmente subcontrata dichos procesos, esta puede ser una posibilidad a extenso plazo para optimizar sus procesos de desarrollo interno.

Una organización de manufactura además podría apoyarse en esta clase de tecnologías para la construcción de sus herramientas tipo jigs, fixtures o objetivos de brazo.

“Para la producción sí se debería realizar un estudio de costo-eficiencia en el extenso plazo, pues invertir en una sola impresora no proveería el volumen suficiente para crear un sistema de manufactura rentable, a menos de que ya se tenga una producción asegurada que complete el ciento por ciento de la máquina. Comúnmente, en centros de manufactura que han empezado a migrar hacia modelos de 3D se ve que compran 5 a 10 grupos para generar una capacidad de manufactura eficiente”, añade.

Según un informe de MakerBot, subsidiaria de Stratasys, casi las 3 cuartas piezas (74 %) de los encuestados en su análisis planean invertir en tecnología de impresión 3D en 2021, y el 50 % proyecta gastar hasta USD 100,000.

“Cuando se combaten al tipo de retos que las organizaciones han afrontado a lo extenso de los últimos doce meses, no es inusual verlos cortar todos los costos de capital, excepto los más críticos. No obstante, este no es precisamente la situación de la impresión 3D. Si bien el coronavirus perjudicó las operaciones comerciales de casi el 70 % de los encuestados, el 56 % mencionó que no perjudicó sus planes de inversión en impresión 3D. Esta es una contestación increíblemente positiva que, creemos, sugiere una creciente confianza en la función de la impresión 3D para mejorar la resiliencia, la función de contestación y, en última instancia, la productividad de las operaciones comerciales”, añadió Nadav Goshen, CEO de MakerBot, por medio de un reportado.

Materiales e impresoras

Varios materiales aditivos modernos poseen características mecánicas isotrópicas o casi isotrópicas, que los realizan semejantes en composición a los plásticos moldeados por inyección.

Sebastián Romo explica que su desarrollo está ligado al que se dió con las tecnologías de impresión 3D. Los filamentos, los polvos y las resinas líquidas avanzan en una carrera por ofrecer equivalencias o similitudes a los materiales de inyección.

“Vemos que monumentales actores como Dow, Henkel, BASF y GKN comienzan a desarrollar materiales para aditiva e, inclusive, muchas de aquellas organizaciones permanecen comprando otras organizaciones de impresión 3D para avanzar el desarrollo”, comenta.

Hoy, varios materiales de manufactura aditiva tienen la posibilidad de competir de manera directa con los polímeros clásicos. Ejemplificando, CE 221 puede suplir varios materiales frágiles, integrados epoxis y compuestos. Para materiales dúctiles, RPU 70 puede competir con poliuretanos y policarbonatos, y EPU 40/41 puede rivalizar con hiperelásticos como cauchos y elastómeros.

“En dichos últimos años hemos observado elastómeros, vemos polipropileno que se arrojó justo en 2020, materiales reforzados con fibras de carbono, con aluminio, con kevlar, etcétera. Vemos cada vez más una química de materiales que comienza a plantear nuevos materiales, más resistentes, que permitan adoptar más aplicaciones”, señaló.

Romo además usa como ejemplo la Freeformer, de Arburg, una máquina de inyección capaz de imprimir en 3D con refuerzos de fibra. “Introduces pellets y la máquina los imprime en 3D. Es una apuesta para utilizar el prototipado con materiales de uso final y con el cual se busca cerrar la brecha entre el primer modelo y la pieza a inyectar”, sugiere.

“La realidad es que la impresión 3D jamás va a sustituir a la inyección, sino que se va a volver un instrumento complementaria. Si dibujamos una gráfica de pastel hoy, en tan solo producción de partes finales la aditiva apenas podría ser una cantidad pequeña y no buscamos llegar a un ciento por ciento de reemplazo. 

 

 

 

 

Fuente: https://www.pt-mexico.com/articulos/la-manufactura-aditiva-busca-abrirse-paso-en-su-planta-de-inyeccion-de-plasticos

 

 

Scroll UpScroll Up
Abrir chat
1
Ayuda
Hola, ¿Cómo podemos ayudarte?
Enlaza tu whatshap y comunicate con nosotros