Evolución de materiales para manufactura aditiva

En los últimos años, mientras la manufactura aditiva ha lanzado nuevos y optimizados equipos de impresión 3D, el desarrollo de materiales también ha mostrado un crecimiento.

De hecho, expertos en la tecnología aseguran que en varios aspectos los materiales son la clave para el avance de la manufactura aditiva, particularmente en un momento en el que crece la tendencia hacia la fabricación de pequeños volúmenes.

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Por ejemplo, Stratasys incorporó recientemente dos nuevos materiales a su portafolio de impresión 3D, uno diseñado para el proceso FDM y otro para el proceso PolyJet.

Zehavit Reisin, vicepresidente de Stratasys y jefe de prototipado rápido, comenta: "Creemos que la impresionante relación resistencia-peso del FDM Nylon 12CF transforma muchas industrias de bienes de consumo y bienes recreativos para el sector de automoción y aeroespacial... permite que los diseñadores desarrollen diseños más prácticos y funcionales y les permite ingresar al mercado más rápidamente, sin preocuparse cómo hacer prototipos de aquellas piezas con metal o moldeo".

El FDM Nylon 12CF está diseñado para la impresora 3D Fortus 450mc Production y es compatible con el soporte soluble SR - 11. Requiere una versión actualizada del software Insight y una actualización de hardware. El material puede producir piezas de un espesor de capa de 0.010 pulgadas (0.254 mm). Se espera que su distribución empiece en el segundo trimestre de 2017. 

Según la compañía, el rendimiento parecido al del hule y su compatibilidad con el soporte soluble (SUP706) de la familia Agilus30 hace de estos materiales una excelente opción para el modelado de piezas delicadas que son sometidas a flexión y curvado. Se espera que sea de interés para ingenieros mecánicos, jefes de prototipado rápido y diseñadores industriales. Algunos ejemplos de aplicaciones incluyen el sobremoldeo, bisagras activas de tacto suave, mangueras, sellos y juntas, así como pomos, mangos  y agarres. Agilus30 es compatible con plataformas de impresión Objet260/350/500 Connex1/2/3 y ya está disponible para distribución.

Durante la conferencia AMUG 2017 (Additive Manufacturers User Group), que se llevó a cabo del 19 al 23 de marzo en Chicago, varias empresas introdujeron nuevos materiales.

Arkema destacó los avances recientes en nylon, PVDF, PEKK y resinas para fotocurado de alto rendimiento. La empresa señala que a medida que la industria avanza de los prototipos hacia la fabricación de pequeños volúmenes, los impresionantes desarrollos de polímeros han traído mejoras en la estética y funcionamiento mecánico de las piezas fabricadas.

La compañía también presentó dos documentos técnicos: "La primera poliamida 11: el material elegido de alto rendimiento", por Arnard Lemaitre, director de desarrollo de polímeros técnicos. El documento trata sobre los nylon de Arkema y aborda específicamente sus propiedades mecánicas necesarias para la fabricación de piezas finales.

También se destacó la presentación "El montaje del copolímero en bloque para la impresión 3D”, por William Wolf, Ingeniero de servicio técnico de Sartomer, subsidiaria de Arkema y proveedor mundial de acrilatos y metacrilatos especiales. Este documento trata sobre los nuevos desarrollos en la línea de productos N3xtDimension para materiales de impresión foto-curable 3D.

La compañía lanzó comercialmente esta familia de materiales UV-curable en noviembre pasado. Asegura que esta familia de resinas representa lo mejor en rendimiento para sistemas basados en acrilato y ahora abarca una variedad de viscosidades con amplia capacidad de adaptabilidad, desde flexibilidad de la formulación hasta sistemas según demanda (drop-in) para satisfacer necesidades de los usuarios individuales.

Por su parte, DuPont Performance Materials presentó nuevos materiales de alto desempeño en forma de filamentos de nylon Zytel, ionómeros Surlyn y elastómeros termoplásticos Hytrel. Son diseñados para fabricación por filamento fundido (FFS), también conocida como modelado por deposición de fundido (FDM).

La empresa espera la expansión de estos materiales, utilizados en varias aplicaciones en un amplio rango de industrias, hacia el mundo de la impresión 3D, con el fin de proveerles a los usuarios los beneficios de esta tecnología, como mayor libertad de diseño, bajo peso y menores tiempos en el desarrollo de producto, al permitir el prototipado rápido, la producción de piezas y la personalización masiva.

Así mismo, Techmer PM, especialista en masterbatches de aditivos y color, continúa estando a la vanguardia de nuevas formulaciones para manufactura aditiva. Esta vez, la compañía hizo una formulación de materiales poliméricos a altas temperaturas con fibra de carbono. Esta fue una colaboración con varios socios para el desarrollo de un herramental.

Además de aplicaciones para las industrias aeroespacial y militar, los herramentales fabricados mediante impresión 3D también están orientados hacia la industria automotriz, en la medida en que en el sector se están llevando a cabo importantes inversiones en esta prometedora área, así como en aplicaciones industriales.

Particularmente sobre este desarrollo de herramental 3D, Techmer PM colaboró con el Oak Ridge National Laboratory (ORNL), y con BASF. La compañía hace la caracterización de los compuestos, usados por ORNL para imprimir en 3D print los herramentales, a partir de formulaciones propietarias, capaces de soportar repetidos ciclos en autoclave.