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Gana terreno la impresión 3D en metales para la manufactura

Lizete Hernández.
Junio 01, 2023
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La impresión 3D es una de las tecnologías más utilizadas en el sector metalmecánico y que tiene la finalidad de fabricar productos al momento mediante un modelo digital, es un proceso asociado a la fabricación aditiva.

Esta tecnología se ha introducido en los centros de manufactura con procesos más eficientes y económicos.

La empresa de investigación IDTechEx, en su informe sobre el mercado de la impresión 3D de metal, titulado Fabricación aditiva de metales 2022-2032: tecnología y perspectivas del mercado, realizó una evaluación comparativa de tecnologías de impresión 3D, pronósticos de mercado granulares y análisis de los principales jugadores en esta industria a nivel global.

De acuerdo con el estudio, el crecimiento exponencial de esta industria va en aumento desde 2013, por lo que actualmente hay muchas tecnologías de impresión 3D de metal disponibles en el mercado y se espera que este mercado alcance un valor de 18 millones de dólares en los próximos 10 años.

IDTechEx recopiló datos sobre cientos de impresoras de metal que venden los fabricantes, con detalles de tecnología individuales y análisis basados en datos, así como comparaciones tecnológicas para proporcionar una imagen completa del panorama tecnológico en el metal fabricación aditiva.

En el estudio se detalla que en 2022 las empresas fabricantes manifestaron que estaban en búsqueda de alternativas para optar, por ejemplo, por polímeros de alto rendimiento o materiales compuestos. Sin embargo, en los sectores más exigentes, los metales siguen siendo la primera opción. Por ello, cada vez son más las empresas que exploran nuevas soluciones, buscando desarrollar aleaciones de alto rendimiento. 

 

Equipo y materiales para impresión 3D

Si bien ciertas barreras parecen aumentar en términos de materiales, el estudio afirma que lo mismo ocurre con el precio de las máquinas. Todavía Latinoamérica se encuentra en las primeras fases, pero algunos fabricantes están superando las cifras. El precio de las máquinas basadas en las tecnologías de metal varía entre 500,000 euros hasta un millón.

De acuerdo con el reporte anual Wohlers Report 2022, 117 proveedores en todo el mundo, 114 fabricantes de sistemas de manufactura aditiva y 29 productores de materiales proporcionaron información, a fin de realizar un análisis de tendencias y pronósticos de la industria de impresión 3D y la fabricación aditiva.

En el estudio se asevera que, durante tres décadas, el powder bed fusión ha sido el material dominante, pues tan solo en los últimos dos años este polímero ha superado al fotopolímero, por lo que, Wohlers Associates espera que los polvos de polímero continúen superando a los fotopolímeros, a medida que aumentan las aplicaciones de producción en serie.

Powder bed fusion (PBF) consiste en una fusión selectiva de un lecho de polvo metálico predepositado, generando una capa de material sobre una placa metálica que sirve como base de trabajo. Este proceso se repite capa a capa hasta haber finalizado la fabricación de la pieza. Esta tecnología permite fabricar estructuras con intrincadas geometrías mediante el uso de soportes que se colocan estratégicamente entre la placa base y la pieza en fabricación. La principal aplicación de los procesos PBF es la fabricación de piezas tridimensionales completas con geometrías de muy elevada complejidad.

Este tipo de soluciones ya han comenzado a comercializarse por parte de las empresas punteras, como es el caso de Renishaw.

Impresión 3D en metal para herramientas de producción

De acuerdo con la empresa Metal 3D Market, la impresión 3D en metal, es un término general para los componentes que se utilizan en una variedad de procesos de fabricación. Estos incluyen el mecanizado, el moldeo por inyección, la extrusión, el estampado, la fundición, así como las plantillas, las abrazaderas y los brazos de herramientas. 

Metal 3D Market mencionó que uno de los desafíos más importantes en esta materia es cuando un fabricante recibe un plano o modelo CAD de un nuevo producto, primero debe planificar cómo se construirá la pieza usando métodos de fabricación tradicionales, por lo que las herramientas requieren mucho tiempo, costo y esfuerzo.

Ante tal escenario, la fabricación aditiva simplifica el proceso de creación de herramientas y accesorios. Para el mantenimiento, la reparación y la manipulación de componentes, la velocidad y la flexibilidad de la fabricación aditiva es posible habilitar herramientas según sea necesario, lo que simplifica la fabricación y reduce el costo de las piezas y el tiempo de entrega.

La impresión parcial también facilita la creación de herramientas a partir de materiales difíciles de mecanizar, como el acero para herramientas.

Las herramientas de impresión también permiten diseños nuevos y de mayor rendimiento que no se pueden crear ni probar con la fabricación tradicional.

La fabricación aditiva también puede adaptar fácilmente la creación de canales de enfriamiento que serpentean a través de piezas, como núcleos y cavidades de moldes, lo que reduce el tiempo de enfriamiento y mejora el rendimiento del molde.

Oportunidades para la industria

De acuerdo con datos proporcionados por Deloitte, respecto al menor tiempo de entrega, los fabricantes de tecnología de impresión en 3D declaran que pueden reducir entre el 40% y el 90% del tiempo empleado respecto a los métodos tradicionales de producción de herramientas y utillaje.

Además, prevé que este año el valor global del mercado de impresión 3D supere los 3,100 millones de dólares.

Con datos de Maximize Market Research, en su balance del mercado latinoamericano de impresión 3D industrial, por aplicación, las tecnologías de fabricación aditiva verán un aumento en su adopción hacia el 2026, puesto que la fabricación 3D estará encaminada hacia robótica y herramienta a partir de 2023.

Asegura que, desde hace algunos años, empresas de fabricación aditiva analizan países latinoamericanos para su instalación, pese a que América Latina representa cerca del 10% de la población mundial; no obstante, es un mercado prometedor para la industria de la impresión 3D.

Tecnologías de impresión 3D de metal

 

  • Fusión por lecho de polvo (powder bed fusión)
  • Electron Beam Melting
  • Direct Metal Laser Sintering/Selective Laser Melting

 

  • Binder Jetting
  • Metal Binder Jetting
  • Sand Binder Jetting

 

  • Directed Energy Deposition
  • Blown Powder
  • Wire
  • Sheet Lamination
  • Ultrasonic Additive Manufacturing
  • Vat Photopolymerization
  • Extrusión
  • Metal Paste
  • Metal-Polymer Filament
  • Metal-Polymer Pellet

 

  • Material Jetting
  • Electrochemical Deposition
  • Nanoparticle Jetting
  • Magnetohydrodynamic Deposition
  • Cold Spray

 

Fuente: IDTechEx


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