10 formas en que la Impresión 3D contribuye al moldeo de plásticos

La impresión en 3D amplía las posibilidades para piezas plásticas, moldes de producciones cortas y herramentales. Aquí, una lista con sólo 10 de las formas en las que avanza la impresión 3D.

Hay ciertas aplicaciones que la impresión 3D no puede tocar, y es posible que nunca pueda hacerlo. Para una producción de cientos de miles de piezas, por ejemplo, la opción de imprimir en 3D los componentes de plástico no puede competir con la velocidad y la eficiencia de un proceso establecido como el moldeo por inyección. Sin embargo, en muchas otras aplicaciones y en muchos usos diferentes, la impresión 3D mejora la fabricación de plásticos y amplía las opciones. Aquí están solo 10 de las formas en que avanza la impresión 3D:

1. Producción más rápida

En ciertas escalas, la impresión 3D es de hecho una opción para la producción, y la escala va en aumento. Algunas impresoras 3D diseñadas para la producción en la actualidad generan piezas a velocidades y orden de magnitud más rápidas de lo que se había aceptado anteriormente. 3D Systems, por ejemplo, dice que su sistema de impresión 3D para producción Figura 4 aumenta la velocidad en un factor de 15 sobre las impresoras 3D industriales anteriores, reduciendo el costo unitario de una pieza impresa en 3D en un 20 por ciento, gracias en parte a la reducción del tiempo de ciclo.

2. Piezas más grandes

Una impresora 3D de polímeros muy grande, como la máquina BAAM de Cincinnati Incorporated, podría ofrecer un volumen de construcción de 180 metros cúbicos. Esto es enorme, y los modelos de máquina como este captan mucha atención. Pero igual de notable es la gama de modelos de máquinas ahora disponible en tamaños que son mucho más pequeños, pero aún grandes. Varios fabricantes de máquinas han introducido impresoras 3D industriales rentables que fabrican piezas del tamaño de un gran componente moldeado. Un ejemplo representativo, la impresora 3DMonstr Super-Rex 3D, ofrece un volumen de construcción de 3 metros cúbicos.

3. Nuevas opciones para moldes para volúmenes pequeños de producción

La impresión 3D proporciona una opción de corridas pequeñas para hacer directamente algunas partes, pero también proporciona una opción de corto plazo para la fabricación de un molde de inyección. La elección correcta del polímero puede producir un molde de manera confiable para cantidades bajas a medianas. Avante Technology 3D, con sede en Wyoming, imprime moldes de inyección a partir de un polímero reforzado con fibra de carbono que han durado consistentemente más allá de los 100 ciclos, y la compañía dice que podría durar hasta 500 ciclos.

4. Moldes de producción más eficientes

Por el momento la impresión 3D en acero puede hacer mejores moldes para producciones de alto volumen. Con canales de enfriamiento en tres dimensiones, impresos, que reemplazan los canales rectos perforados, el enfriamiento del molde es más efectivo, lo que probablemente mejore la calidad de la pieza moldeada y reduzca el tiempo de ciclo. El proveedor de moldes Conformal Cooling Solutions utiliza la tecnología de remoción robótica para imprimir en 3D moldes de inyección de gran tamaño con canales conformales. 

5. Adecuación personalizada para productos de consumo

Los productos médicos y dentales ahora se adaptan continuamente al individuo a través de la impresión en 3D, entonces, ¿qué tan lejos estamos de los productos de consumo a medida? El trabajo de varios proveedores de calzado sugiere que pronto los zapatos estarán ampliamente disponibles y que se adaptarán óptimamente a los pies del usuario. Footprint 3D es un ejemplo de una empresa que promueve esta idea; la firma utiliza escaneos en 3D de los pies de una persona a zapatos para impresión en 3D con medias suelas personalizadas que utilizan mallas para un soporte y amortiguación precisos.

6. Nuevos modelos de negocio en manufactura

¿Puede una planta de manufactura ubicarse en el corazón de una ciudad? Actualmente, los fabricantes tienden a ubicarse en parques industriales suburbanos con fácil acceso a las principales autopistas. Pero debido a su confianza en la impresión 3D, Voodoo Manufacturing puede ubicarse en Brooklyn. La compañía utiliza 160 impresoras de escritorio que trabajan simultáneamente para lograr un porcentaje de producción de piezas que hace que la empresa sea competitiva en costos con el moldeo por inyección y una entrega más rápida para cantidades de hasta 10,000 piezas.

7. Plástico en reemplazo de metal

En muchos casos, el metal es el material de elección para una determinada pieza solo porque ofrece la manera más fácil de obtener un componente funcional resistente en una cantidad baja. Maquinar la pieza de aluminio es una opción práctica. Pero con la impresión 3D ahora capaz de entregar de manera eficiente piezas de plástico en bajas cantidades, el metal no será el material de elección con tanta frecuencia. El polímero con carga de fibra de carbono impreso en 3D puede reemplazar incluso un metal duro o fuerte.

8. Fabricación de herramentales más eficiente

La impresión 3D prospera en piezas únicas, y tal vez el tipo más común de una pieza única en cualquier planta de manufactura es su propio molde interno. Es decir, no solo moldes, sino plantillas, accesorios y todo tipo de herramientas industriales. Gran parte de este molde puede fabricarse a partir de polímeros en lugar de componentes metálicos, y cuando se fabrica en una impresora 3D, no necesita consumir capacidad de producción ni ocupar gran parte del tiempo del personal de producción. Con la impresión 3D, Volkswagen Autoeuropa redujo su tiempo de desarrollo de molde en un 95 por ciento mientras mejoraba la ergonomía de las herramientas y simplificaba la reparación y modificación de herramientas.

9. Hacer prototipos sin obstaculizar la producción

Y al igual que al hacer herramentales no es necesario detener la producción, hacer prototipos también se puede mantener aislado de los recursos de producción. Las impresoras de polímero de escritorio a menudo pueden ser efectivas no solo para prototipos de apariencia, sino también para prototipos funcionales. Stanley Black & Decker presentó recientemente una impresora de escritorio 3D sencilla con un área de construcción de 200 mm cuadrados. Con un recurso como este, el ingeniero podría hacer un prototipo en su escritorio sin llamar la atención del personal de producción.

10. La manufactura se muda a casa

A medida que las empresas adoptan impresoras 3D industriales para acelerar el desarrollo de productos mediante el prototipado interno, también se convierte en un pequeño salto para fabricar piezas de producción internamente. Arizona Home Floors, un desarrollador de herramientas para instalar y quitar pisos, nunca tuvo la intención de convertirse en un fabricante. Anteriormente había tercerizado la fabricación. Pero recientemente se desarrolló un nuevo martillo perforador, fabricando algunos de los componentes en la misma impresora 3D que había prototipado las piezas, probó ser el enfoque más eficiente. A medida que más empresas eligen esta ruta, la impresión 3D no solo está expandiendo la aplicación de plásticos, sino también quien está fabricando plásticos.