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Impresión en metal a precios competitivos

Desktop Metal Studio System: características y datos clave

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by Josh Snider
Oct 5, 2018

Desktop Metal está revolucionando la industria de la impresión 3D en metal en precio, escalabilidad y accesibilidad. Echemos un vistazo a las especificaciones de la Studio System, estupenda para oficinas.

¿Cómo surgió la Desktop Metal Studio System? La empresa inició su actividad en 2015, se forjó en el lugar clave para la impresión 3D, Boston, Massachusetts y fue impulsada por fundadores veteranos de MIT y SolidWorks. La empresa emergente se centró en la impresión 3D en metal rápida y fácil de usar en la oficina y recaudó una impresionante suma de 97 millones de dólares en fondos en los siguientes dos años de parte de grandes empresas como GE y Saudi Aramco. En 2017, después de dos años de empezar con el ensamblaje, Desktop Metal anunció sus dos primeros sistemas de fabricación aditiva de metal: Studio System y Production Systems.

Con un precio inicial de 120 000 USD (alrededor de 105 000 €), Desktop Metal Studio System (la más pequeña) permite la fabricación aditiva de metal (AM) por una fracción del tamaño y coste de las típicas impresoras 3D de metal industriales, que puede ir desde los 500 000 USD (450 000 €) hasta más de 1 millón. La innovadora tecnología le valió a Desktop Metal otros 180 millones de dólares en fondos de riesgo, con un voto masivo de confianza de los primeros usuarios como BMW, Ford y Google.

Sin embargo, el éxito especulativo de la empresa emergente vino seguido de una gran competencia. Su vecino con sede en Boston, Markforged, anunció un sistema de metal igual de rompedor en el mismo año, lo que llevó a Desktop Metal a presentar una demanda en la que se alegaba una infracción de IP. En un raro giro de los acontecimientos, especialmente por la batalla constante que hay por la IP en la industria de la impresión 3D, los dos recientemente llegaron a un acuerdo mutuo que desestimó todos los litigios y reclamos de propiedad intelectual o uso indebido de secretos comerciales.

Desktop Metal ahora tiene un valor de más de 1 billón de dólares, lo que la convierte en una de las empresas más rápidas en alcanzar el estado de “unicornio”. Este éxito se acentuó con el anuncio en 2018 de la generación mejorada Studio System +, por un precio de 160 000 USD (cerca de 140 500 €), y la Studio Fleet ampliable que permite añadir impresoras adicionales para una mayor capacidad de producción.

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Desktop Metal Studio System

Desktop Metal Studio System: características y datos clave Tecnología y flujo de trabajo

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La Studio System de 3 piezas utiliza el método patentado “Bound Metal Deposition” (BMD) de Desktop Metal para fabricar piezas. De manera similar a la tecnología de fabricación con filamento fundido (FFF), muy utilizada en la mayoría de las impresoras 3D para plástico, en la BMD se toman barras de metales en polvo unidos con un aglutinante de polímero y luego se extruyen capa por capa. Es diferente a los procesos de fabricación aditiva con metal actuales, como el sinterizado láser directo sobre metal (DMLS), en el que se utilizan láseres para sinterizar el polvo de metal depositado en una plataforma. Con BMD se extruyen piezas metálicas y estructuras de soporte a través de un cabezal caliente. No se requiere polvo. Para evitar que los soportes metálicos se adhieran a las piezas metálicas, en BMD se emplea un segundo extrusor para depositar una capa protectora de cerámica entre ambos. Al eliminar el láser que consume mucha energía y el polvo que consume mucho tiempo del proceso, Studio System ofrece un método más rápido y más accesible para crear piezas metálicas sin recurrir a terceros.

Después de imprimir una pieza, esta pasa por dos estaciones de posprocesamiento. En primer lugar pasa por una máquina (debinder) en la que se sumerge la pieza en una solución química donde se disuelve y se elimina del 30 al 70 % del aglutinante de polímero. Aunque queda algo de aglutinante para ayudar a retener la forma de la pieza, el proceso crea superficies semiporosas que permiten que el resto del aglutinante se queme en la segunda etapa. A continuación, la pieza se coloca en un horno donde se calienta a temperaturas cercanas al punto de fusión. El calor libera el aglutinante restante, desintegra la capa protectora de cerámica y fusiona las partículas de metal en polvo para crear una pieza densa, casi sin necesidad de cortes posteriores.

Una de las mayores ventajas que ofrece BMD sobre los métodos de lecho de polvo como DMLS es la capacidad de imprimir geometrías completamente cerradas. En los sistemas de polvo, cualquier geometría vacía debe diseñarse con orificios de drenaje para que el polvo de soporte se escape durante el posprocesamiento. Con BMD, los espacios vacíos no contienen polvo y el aglutinante de polímero se puede eliminar de un espacio cerrado sin necesidad de drenaje. Studio System abre las puertas a una amplia gama de aplicaciones para piezas con partes cerradas, siendo las más importantes las mallas de soporte interno que permiten crear piezas especialmente duraderas y livianas.

Los tres dispositivos de Studio System pueden caber perfectamente uno al lado del otro en una oficina, pero son lo suficientemente grandes como para que no te apetezca moverlos. La impresora (94,8 x 82,3 x 52,9 cm) y la máquina binder (102 x 74 x 57 cm) tienen un tamaño similar y pesan 97 kg y 150 kg respectivamente. El horno, por otro lado, es más alto y ancho (161,8 x 138,0 x 75,4 cm) y pesa la friolera de 798 kg (casi una tonelada). La Studio System de Desktop Metal, incluso teniendo ese peso y tamaño, supone un logro en el mundo de la impresión 3D de metal, donde la mayoría de los dispositivos se asemejan a los ordenadores enormes de la década de 1980 y requieren sistemas dedicados de energía y ventilación.

El Studio System+ de Desktop Metal está disponible por 160 000 USD o 60 000 USD si solo deseas la impresora 3D (al cambio serían unos 140 500 € o 53 000 €). La oferta de Studio Fleet está diseñada para aumentar de manera muy significativa la capacidad de producción mediante la integración de impresoras y debinders. El modelo de 3 impresoras, 1 debinder y 1 horno, según se anuncia, permite aumentar un 300 % el rendimiento, y el modelo de 5 impresoras, 2 debinders y 1 horno un 500 %. Esta flexibilidad de escala permite la producción de volúmenes bajos y medianos sin añadir sistemas duplicados de fabricación aditiva con metal innecesarios o sin herramientas de fábricación de alto coste.

Para obtener una descripción general de la industria de impresión 3D en metal, visita nuestra Guía de impresoras 3D de metal de 2018: Impresora 3D metal – Guía de impresión 3D metal 2018

Desktop Metal Studio System: características y datos clave Software y materiales

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Studio System+ funciona con el software personalizado de Desktop Metal Fabricate. Este prepara los típicos modelos CAD con estructuras de soporte generadas automáticamente y genera configuraciones específicas para el debinder y el horno. Las impresoras 3D de metal se estaban desarrollando desde 1985, y la industria ha especulado durante mucho tiempo acerca de la capacidad de la tecnología para revolucionar los métodos de modelado por inyección y CNC. Cada dispositivo de Studio System cuenta con pantalla táctil y conectividad Wifi/Ethernet, lo que facilita el monitoreo y la administración de todos los pasos del proceso desde que se diseña la pieza hasta que se produce.

En cuanto a materiales, Desktop Metal actualmente es compatible con 6 metales con 30 asombrosos más en desarrollo. La línea actual de materiales compatibles presenta aceros comunes utilizados en la industria del automóvil y la industria aeroespacial, cobre y una superaleación resistente a la temperatura/corrosión. Debido a que Studios System usa la tecnología BMD es decir, que usa metales en polvo de la gigantesca industria del modelado por inyección, es probable que veamos aún más aleaciones MIM en el formato de varillas de metal de Desktop Metal en los próximos años.

Las impresoras 3D de metal se estaban desarrollando desde 1985, y la industria ha especulado durante mucho tiempo acerca de la capacidad de la tecnología para revolucionar los métodos de modelado por inyección y CNC. Las primeras impresoras industriales tenían un concepto prometedor, pero su complejidad y precio por pieza las hizo difíciles de adoptar e hicieron que la industria esperara con ansias a los próximos avances que impulsaran la impresión 3D de metal en más talleres. La Studio System de Desktop Metal es uno de esos avances, pero la tecnología aún tiene mucho margen de mejora. El proceso requiere mucho tiempo y los dispositivos aún requieren mantenimientos y consumibles costosos, pero las recientes reducciones en coste, tamaño y complejidad de Desktop Metal, han supuesto un gran avance.

Desktop Metal Studio System: características y datos clave Desktop Metal Studio System+: especificaciones técnicas

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Estas son las especificaciones técnicas actuales (octubre de 2018) de la Desktop Metal Studio System:

  • Sistema de impresión: “Bound Metal Deposition” (BMD)
  • Espacio de construcción: 289 x 189 x 195 mm
  • Tamaño de la impresora: 948 x 823 x 529 mm
  • Cámara de impresión: caliente, hasta 50 °C
  • Cama de impresión: caliente, hasta 70 °C, lámina de impresión sellada al vacío, nivelación automática
  • Sistema de impresión: extrusión dual (1 metal, 1 capa protectora de cerámica)
  • Peso máx. pieza: 6,5 kg
  • Resolución: 50 micrones, 100-220 micrones
  • Conectividad: Ethernet o Wifi
  • Peso: 97 kg
  • Potencia requerida: 100-120 VAC, 50/60 Hz, 15 A, 1-fase
  • Materiales compatibles: 17-4 PH, AISI 4140, H13, 316 L, cobre, inconel 625
  • Materiales en desarrollo: aleación de acero 4605, aluminio (2024, 6061), carburo (WC-3C), bronce, aleaciones pesadas (tungsteno, Veloxint HardMetal), CarTech (Invar 36, Kovar, BioDur 108, Hiperico 50) cromo-cobalto F75, Hastelloy X, MP35N (Ni Co Cr Mo), acero inoxidable (15-5 PH, 303, 316L, 410, 420, 430, 440, HK30Nb, Nitronic19), acero de alto rendimiento (acero martensítico 18Ni300, Veloxint inoxidable), titanio (Ti64, comercialmente puro ), acero para herramientas (A-2, D-2, M2, S7), BASF Catamold
  • Compatible con: metal
  • Capa protectora: capa protectora de cerámica
  • Preparación para impresión: software Fabricate
  • Formatos de archivo: STL, IGES, JT, STEP, VDA-FS, U3D, VRML y formatos de archivo nativos (SolidWorks, ProE, etc)

Desktop Metal Studio System: características y datos clave ¿Dónde comprar esta impresora 3D?

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