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Para consumidores y pequeñas empresas

Impresión 3D en metal – Guía 2018

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by Anatol Locker
Apr 23, 2018

No te pierdas nuestra guía sobre la impresión 3D en metal. Obtendrás la mejor información tanto de la impresión 3D en metal industrial como de escritorio, los tipos de impresoras 3D de metal, servicios de impresión 3D, tecnologías, aplicaciones, materiales y mucho más.

En los últimos años, la impresión 3D en metal se ha vuelto muy popular. No es para menos: cada material ofrece una combinación única basada en sus propiedades estéticas y prácticas para adaptarse a una variedad de productos, ya sean prototipos, objetos en miniatura, joyas, repuestos o pequeños electrodomésticos.

¿Por qué tiene tanto éxito la impresión 3D en metal? Porque las piezas se pueden imprimir en serie para el público en general. De hecho, algunas piezas impresas en 3D ya son tan buenas, o incluso mejores que las producidas mediante métodos tradicionales.

En la fabricación tradicional de piezas de metal y plástico a veces se desperdicia mucho material. Se usan piezas grandes y una gran cantidad de materiales adicionales. Cuando los fabricantes de aviones fabrican piezas metálicas, se desecha hasta el 90 % del material. La creación de piezas a través de la impresión 3D en metal consume menos energía y genera menos desperdicio. Y por una buena razón: el producto 3D terminado puede ser hasta un 60 % más ligero que una pieza producida por procesos tradicionales. Solo la industria aeronáutica ahorra miles de millones de dólares gracias a la ligereza de las piezas impresas, lo que reduce principalmente la necesidad de combustible.

Entonces, ¿qué necesitas saber sobre la impresión 3D en metal? ¡Sigue leyendo!

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Guía de impresión 3D en metal Lo último en tecnología de impresión 3D en metal

Image of Guía de impresión 3D en metal: Lo último en tecnología de impresión 3D en metal

Antes de embarcarse en los principios básicos de la impresión 3D en metal, echemos un vistazo a las últimas innovaciones en este campo en pleno auge. En los últimos dos años, surgieron varios agentes nuevos que transformaron el paisaje de las impresoras 3D de metal.

Aunque la impresión 3D en metal no es del todo accesible para las personas de a pie, la tecnología continúa mejorando y democratizándose. La impresión 3D en metal que antes solo se podía encontrar en máquinas industrial, ahora está disponible para pequeñas y medianas empresas. Aquí están las últimas empresas que están revolucionando la impresión 3D en metal tradicional:

Desktop Metal

Desktop Metal, una empresa emergente de impresión 3D en metal con sede en Massachusetts, es realmente la empresa que más está cambiando el mundo de la impresión 3D en metal. El año pasado, presentó dos impresoras 3D de metal: Studio System y Production System. Este revolucionario tándem hace que la fabricación aditiva con metal sea mucho más económica y las piezas se puedan producir más rápido.

Studio System es una impresora 3D de metal de tamaño de escritorio que utiliza el proceso patentado de extrusión Bound Metal Deposition (BMD). De manera similar a la impresión 3D con tecnología de modelado por deposición fundida, esta impresora 3D utiliza polvos metálicos MIM que se unen mediante una mezcla de polímeros. Una vez se ha completado la impresión 3D en metal, los objetos se colocan en el horno de Desktop Metal a una temperatura de hasta 1400 grados centígrados, derritiendo el polímero y dejándote con una pieza de metal. La Studio System, junto con el horno y el programa disponible en la nube, cuesta alrededor de 120,000 USD.

Leer más: Interview with Desktop Metal: The Metal 3D Printing Hype is Real (And Made of Steel)

Por otro lado, el sistema de producción de tamaño industrial utiliza un proceso llamado “Single Pass Jetting”. La impresora 3D funciona depositando polvo de metal y luego se le añade un agente para unir los elementos. ¡La máquina está equipada con más de 32.000 chorros capaces de rociar millones de gotas por segundo! El sistema de producción también utiliza el horno para el procesamiento posterior a la impresión y cuesta alrededor de 360,000 USD (sin el horno).

Si bien estas dos impresoras 3D de metal son seguramente demasiado caras para el consumidor promedio, el coste es solo una fracción del precio de los sistemas tradicionales de impresión 3D en metal (que pueden costar fácilmente más de 800,000 USD). Está claro que las grandes empresas creen en la misión de Desktop Metal, que desde el principio ha logrado recibir fondos sustanciales de BMW, Google, Lowe y muchos otros.

Digital Metal

Más modestamente, la empresa de impresión 3D, Digital Metal, filial del productor sueco de polvo de metal Höganäs, presentó recientemente el primer sistema de inyección de aglutinantes de alta precisión del mundo para la impresión 3D en metal destinado a pequeños objetos metálicos.

Leer más: Interview With Digital Metal: One Giant Leap For Small Metal 3D Printed Parts

La impresora 3D de metal, denominada DM P2500, produce componentes de metal excepcionalmente pequeños y complejos. La máquina Digital Metal cuenta con un volumen de impresión de 2500 cm3 y también imprime capas de 42 μm a una velocidad de 100 cm3/h. Esta impresora 3D de metal ofrece una increíble resolución de 35 μm y elimina la necesidad de estructuras de soporte.

El fabricante sueco de impresoras 3D de metal está lanzando su producto en el mercado actualmente. También trabaja con Honeywell Aerospace, el instituto francés y centro de innovación tecnológica CETIM (Centro Técnico para Industrias Mecánicas) y un líder reconocido en el mundo del diseño y la moda que prefiere permanecer en el anonimato.

MarkForged

Markforged es otra empresa de impresión 3D en metal la cual desea que esta tecnología que antes era inaccesible sea asequible para un mayor público. Markforged Metal X es una impresora 3D de metal que ofrece una solución de fabricación integral. La empresa afirma que su impresora 3D de metal es hasta diez veces más barata que otros sistemas de impresión 3D en metal.

Metal X cuenta con un volumen de impresión de 250 x 220 x 200 mm para un grosor de capa de 50 micrones. De forma similar al Desktop Metal Studio System, esta impresora 3D de metal funciona imprimiendo polvo de metal que se mezcla en una matriz de plástico. En su sitio web, Markforged presenta los diferentes tipos de piezas de metal que se pueden imprimir en 3D, así como el ahorro que puede suponer este sistema para las empresas. Obtén más información sobre la Metal X aquí.

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Guía de impresión 3D en metal Impresión 3D en metal en el hogar

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¿Qué se necesita para hacer impresiones 3D en metal en casa? Debido a las altas temperaturas requeridas para la impresión 3D en metal, no es posible usar una impresora 3D convencional con tecnología FDM.

En otras palabras, en esta década no será posible imprimir en casa con metal puro. Y probablemente no tengas una impresora 3D específicamente dedicada a la impresión de metales en tu casa antes de 2020. Pero en los próximos años, dada la rápida evolución de la nanotecnología, podemos esperar un aumento considerable de su uso. Por ejemplo, la plata imprimible en 3D, que se puede usar con una impresora de inyección de tinta, gracias a un sistema similar al que usa la impresora 2D que tienes en casa. Incluso será posible mezclar diferentes materiales, como plástico o metal, en un solo objeto.

Materiales de impresión 3D en metal para el hogar

Aunque no puedas imprimir objetos metálicos en 3D desde tu hogar, aún puedes usar filamentos de plástico que contengan polvos de metal. ColorFabb, ProtoPasta o TreeD Filaments ofrecen interesantes filamentos compuestos de metal/PLA. Estos filamentos contienen un porcentaje significativo de polvos metálicos, pero también una proporción suficiente de plástico, de modo que cualquier impresora 3D puede usarlos a bajas temperaturas (200 a 300 °C). Sin embargo, tienen suficiente metal para tener la apariencia, tacto y peso de un objeto de metal. Los filamentos que contienen acero pueden incluso oxidarse cuando se dan ciertas condiciones.

Pero puedes ir aún más lejos. En general, los filamentos para la impresión 3D en metal contienen un 50 % de polvo de metal. La empresa holandesa Formfutura, que se especializa en filamentos de impresión 3D, afirma haber cambiado las proporciones al 85 % de polvo metálico y al 15 % de PLA. Estos filamentos para la impresión 3D en metal se denominan MetalFil Ancient Bronze y Metalfil Classic Copper. Incluso puedes usarlos para imprimir a temperaturas “moderadas” (190 y 200 °C).

Una bobina de filamento de metal para la impresión 3D - "Ancient Bronze" de Formfutura (imagen: Formfutura)
Una bobina de filamento de metal para la impresión 3D – “Ancient Bronze” de Formfutura (imagen: Formfutura)

Puntos clave del filamento para impresora 3D de metal

  • Apariencia y acabados metálicos únicos
  • Ideal para joyas, estatuas, hardware o réplicas de objetos
  • Alta durabilidad
  • Poco flexible, dependiendo del diseño estructural
  • No soluble
  • Considerado inadecuado para uso alimentario
  • Temperatura de impresión general entre 195 y 220 °C
  • Se encoge muy poco durante el enfriamiento
  • No se requiere cama caliente de impresión
  • La dificultad de impresión es elevada, requiere un ajuste preciso de la temperatura del cabezal y de la velocidad de flujo, además de posprocesamiento.

¿Cómo prepararse para la impresión 3D en metal?

Dado que las impresiones 3D en metal suelen ser más difíciles de realizar, puede ser una buena idea mejorar el cabezal, especialmente si estás utilizando una impresora 3D para principiantes. Los filamentos de metal para la impresión 3D tienden a desgastar rápidamente los cabezales. Hay hotends resistentes (por ejemplo, el V6 Hotend de E3D), hechos de metal, capaces de soportar altas temperaturas y que se pueden instalar en la mayoría de las impresoras 3D. Simplemente estate preparado para cambiarlos más a menudo: los filamentos de impresión 3D en metal pueden ser muy abrasivos.

Además, ten en cuenta que es probable que tengas que hacer varios retoques (cepillado, lijado, lubricación, encerado o recubrimiento) de tu modelo 3D para que brille de verdad. Te mostramos algunos ejemplos:

Precios del filamento de metal para impresoras 3D

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Guía de impresión 3D en metal Impresión 3D en metal industrial

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Pero, ¿qué se puede hacer para obtener mejores resultados o incluso para imprimir piezas con metal únicamente? ¿Deberías comprar una impresora 3D de metal para tu empresa? No recomendamos esta opción a menos que desees imprimir piezas metálicas tridimensionales todos los días. Estas tienen un coste elevado: por ejemplo, necesitarás entre 100,000 USD y 500,000 USD para hacerte con una impresora 3D de metal de EOS o Stratasys. Además, tendrás que tener en cuenta los costes adicionales si necesitas que alguien use y mantenga la máquina y finalice el objeto impreso (por ejemplo, para la fase de pulido).

En resumen, no hay ninguna impresora 3D de metal asequible.

Reduce los costes de la impresión 3D en metal

A menos que desees abrir tu propio negocio de impresión 3D en metal y necesites piezas metálicas de calidad profesional, sería mejor que recurrieras a un servicio de impresión 3D que se adapte a tus necesidades. Shapeways, Sculpteo e iMaterialise ofrecen servicios de impresión 3D de piezas metálicas.

Materiales para la impresión 3D en metal

  • Aluminio
  • Acero
  • Latón
  • Cobre
  • Bronce
  • Plata de ley
  • Oro
  • Platino
  • Titanio

Si eres orfebre, también puedes pedir modelos de cera para fundir metales específicos.

Hablando de cera, la impresión 3D en metal (incluidas las hechas con oro y plata) se puede hacer mayormente a través del proceso de fundición a la cera perdida. No todo se imprime directamente en fábricas. Estas empresas generalmente utilizan subcontratistas especializados en impresión 3D en metal para completar el pedido. Sin embargo, la cantidad de “servicios de impresión 3D en metal” está aumentando rápidamente en todo el mundo. Además, estos servicios están adquiriendo cada vez más impresoras 3D de metal.

Pero, ¿por qué a las grandes empresas les gusta tanto la impresión 3D en metal? Porque gracias a ella se pueden crear piezas “optimizadas topológicamente”. Esto significa que ahora es posible distribuir el material en una pieza para que los lugares sometidos a mayor estrés sean mas gruesos. Este avance importante reduce drásticamente el peso mientras mantiene la integridad estructural. Sin embargo, esta no es la única tecnología disponible. Hay otras más económicas y accesibles para todos los usuarios.

Ten en cuenta que la impresión 3D en metal requiere un diseño CAD específico. Shapeways ofrece interesantes consejos de impresión 3D en metal. Para obtener información adicional, consulta el artículo de Statasys sobre impresoras 3D de metal y matices de la impresión 3D en metal.

Te mostramos algunos precios de impresión 3D en metal del modelo de prueba Benchy:

Precios de la impresión 3D en metal

  • Plástico metálico: 22.44 USD. Anteriormente “Alumide”, mezcla de PLA con aluminio
  • Acero inoxidable: 83.75 USD. Chapado, pulido
  • Bronce: 299.91 USD. Sólido, pulido
  • Plata: 713.47 USD. Sólida, pulido espejo
  • Oro: 87.75 USD. Chapado en oro, pulido
  • Oro: 12,540 USD. Oro sólido, 18 quilates
  • Platino: 27,314 USD. Sólido, pulido

Como era de esperar, los precios de las impresiones 3D hechas con metales sólidos pueden ser bastante elevados.

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Guía de impresión 3D en metal Impresión 3D en metal para ingenieros y diseñadores 3D

¿Qué necesitan saber los ingenieros y diseñadores 3D sobre la impresión 3D en metal? En primer lugar, hay 3 técnicas de impresión 3D en metal disponibles.

Tecnologías de mpresión 3D en metal

  1. El sinterizado láser directo sobre metal (DMLS), también conocido como sinterización selectiva por láser (SLS) y fusión selectiva por láser (SLM), es un sistema de lecho de polvo y el proceso de impresión 3D en metal más popular. Básicamente consiste en un láser que funde selectivamente un diseño 2D en un lecho de polvo aplanado antes de que una nueva capa sea empujada hacia arriba y el proceso se repita. El proceso es lento y requiere un enfoque de diseño más cuidadoso, pero los resultados merecen la pena: dureza y durabilidad.
  2. La deposición de energía dirigida (DED) o la deposición de metal por láser (LMD) es un sistema a base de polvo. Esta técnica envía un flujo altamente concentrado de polvo de metal a través del cabezal de impresión del extrusor, que se funde immediatmente con un láser en la superficie de la pieza. DED es un proceso de impresión 3D en metal de alta precisión, que también se puede utilizar para reparar piezas rotas.
  3. Inyección de aglutinantes o “binder jetting”. En esta técnica, una resina aglutinante líquida se mezcla con un material que contiene polvo de metal. Este método es rápido, relativamente económico y también se puede usar para imprimir estructuras grandes. Sin embargo, debido a este proceso, tus piezas nunca tendrán la misma dureza y densidad que las forjadas. Puedes procesarlas después de la impresión para reforzarlas, pero te llevará tiempo.

Encontrarás más información acerca de las tecnologías de impresión 3D en metal aquí.

¿Qué se tiene que tener en cuenta a la hora de imprimir en 3D con metal?

Hay algunos conceptos erróneos sobre la impresión 3D en metal. Te los aclaramos.

  • Cada material para la impresión 3D en metal tiene diferentes propiedades que se deben tener en cuenta al diseñar el modelo que se imprimirá. Puedes obtener esta información poniéndote en contacto con el fabricante o contactando con un servicio de impresión 3D.
  • La mayoría de los modelos 3D no se pueden imprimir en metal sin realizar algunos cambios de antemano en el diseño.
  • La mayoría de los objetos diseñados para el fresado CNC no son compatibles con la impresión 3D en metal. Los objetos CNC suelen ser de mayor volumen e imprimirlos en 3D será muy costoso.
  • Los objetos metálicos impresos en 3D no tienen las mismas propiedades que los objetos moldeados en metal puro.

Una vez aclarados estos puntos, veamos los pros y los contras de la impresión 3D en metal.

Beneficios de la impresión 3D en metal

  • fiable, permite obtener resultados de calidad constantemente
  • relativamente resistente
  • relativamente ligero
  • reduce el desperdicio de material al mínimo
  • permite obtener estructuras únicas y complejas, imposibles de lograr mediante fundición.
  • es muy popular en la industria aeroespacial

Inconvenientes de la impresión 3D en metal

  •  Es difícil encontrar la configuración correcta al diseñar la pieza
  • no apta para producción en masa
  • conlleva mucho tiempo para producir
  • no puede crear piezas muy grandes
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Guía de impresión 3D en metal Servicios de impresión 3D en metal

Hay más de 100 empresas en todo el mundo que ofrecen servicios de impresión 3D en metal. Te presentamos los servicios de impresión 3D en metal más populares a nivel consumidor.

Si quieres obtener información más detallada echa un vistazo a este artículo 3D Printing Service Guide 2018 - 34 Best 3D Printing Services.

Puedes acceder a los servicios de impresión 3D en línea más populares Shapeways, i.materialise y Sculpteo utilizando el servicio de comparación de precios de All3DP. Con nuestra herramienta, puedes comparar los precios ofrecidos por estos 3 sitios de impresión en 3D en tiempo real.

Servicio n.º 1 de impresión 3D en metal: Shapeways

Mejor servicio de impresión 3D: Shapeways

Shapeways, el servicio de impresión 3D en línea más popular del mundo, ofrece dos servicios. Como consumidor, puedes elegir tu modelo entre una amplia gama de artículos diseñados por profesionales, personalizarlo y seleccionar ajustes de impresión. Al igual que otros servicios de impresión 3D, Shapeways también ofrece un escaparate para que los diseñadores vendan e impriman su trabajo. Shapeways también es útil para hacer prototipos rápidamente. Los clientes se beneficiarán de la calidad de las impresoras industriales (EOS, 3D Systems) y de la asistencia técnica concienzuda.

Metales para imprimir en 3D: aluminio, latón, bronce, oro, platino, plata, acero, metales preciosos chapados. También está disponible la cera moldeable para joyeros.

Nota: puedes acceder a Shapeways utilizando el comparador de precios de servicios de impresión 3D de ALL3DP. Con este podrás comparar sus precios en tiempo real con los de i.materialise y Scuplteo.

Servicio n.º 2 de impresión 3D en metal: Sculpteo

Mejores servicios de impresión 3D: Sculpteo

Al igual que Shapeways e i.materialise, Sculpteo es un servicio de impresión 3D en línea que permite a todos los usuarios subir sus modelos 3D e imprimirlos en una amplia variedad de materiales. Además de sus competidores, Sculpteo también permite a particulares y profesionales crear su propia tienda en línea y vender sus modelos al público en general. El equipo de Sculpteo incluye máquinas de gama alta 3D Systems, EOS, Stratasys y ZCorp. La completa documentación técnica te ayudará a detectar posibles errores de diseño y te guiará en la elección del material más adecuado para tu proyecto.

Metales para imprimir en 3D: alumide (plástico con partículas de aluminio), latón, plata.

Nota: puedes acceder a Sculpteo utilizando el comparador de precios de servicios de impresión 3D de ALL3DP. Con este podrás comparar sus precios en tiempo real con los de i.materialise y Shapeways.

Servicio n.º 3 de impresión 3D en metal: i.materialise

Servicio de impresión 3D: i.materialise

i.materialise es una empresa que trabaja con industrias para producir prototipos y piezas impresas en 3D. Pero también ofrece al público en general y a los diseñadores independientes servicios de impresión 3D en línea, llamados i.materialise. Al igual que Shapeways, este servicio de impresión 3D en línea hace posible que todos los usuarios carguen sus modelos 3D y los impriman. Una vez que el objeto ha sido cargado e impreso con éxito, el diseñador puede ponerlo a la venta, ya sea en la galería de la tienda en línea de i.materialise, o integrándolo en el sitio web.

Metales para imprimir en 3D: alumide (plástico mezclado con polvo de aluminio), latón, bronce, cobre, oro, plata, acero, titanio.

Nota: puedes acceder a i.materialise utilizando el comparador de precios de servicios de impresión 3D de ALL3DP. Con este podrás comparar sus precios en tiempo real con los de Sculpteo y Shapeways.

Servicio n.º 4 de impresión 3D en metal: 3D Hubs

Mejores servicios de impresión 3D: 3D Hubs

A través de 3D Hubs, puedes buscar autónomos y empresas que ofrecen servicios de impresión 3D en tu área, cargar tu archivo STL y recibir un presupuesto al instante. A continuación, puedes contactar directamente con el proveedor de servicios que prefieras y recibir tu pedido. El servicio de impresión 3D en línea también te permite filtrar por material, clasificación del usuario, distancia geográfica, etc. No importa qué tipo de artículo desees imprimir, probablemente haya alguien cerca de ti que pueda imprimirlo. Se puede imprimir con una gran cantidad de materiales en calidad industrial. Estos están marcados como “HD” en el campo de búsqueda.

Metales para imprimir en 3D: aluminio, bronce, cobalto-cromo, acero inoxidable, titanio.

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Guía de impresión 3D en metal Aplicaciones de la impresion 3D metal

Image of Guía de impresión 3D en metal: Aplicaciones de la impresion 3D metal
(image: GE)

Varios sectores industriales ya utilizan la impresión 3D en metal para productos cotidianos. Es posible que ni siquiera sepas que están hechos con este proceso.

  • Los usos más comunes son los implantes médicos y dentales, que ya se consideran la mejor opción disponible para los pacientes, y es que se adaptan perfectamente a las necesidades de todos.
  • La joyería es el segundo sector en utilizar en gran medida la impresión 3D en metal. La mayoría de los fabricantes están pasando de la impresión 3D con resina y de la fundición a la cera perdida a la impresión 3D directa con metal.
  • Además, la industria aeroespacial es cada vez más dependiente de este tipo de impresión. Ge-AvioAero, en Italia, fue la primera planta de fabricación aditiva en el mundo. Realiza componentes para el motor a reacción LEAP.
  • La próxima industria en utilizar la impresión 3D será el sector automotriz. BMW, Audi y FCA ya están considerando seriamente esta opción, no solo para la creación de prototipos (ya impresos en 3D durante años), sino también para la fabricación de piezas mecánicas.

Pero antes de que la impresión 3D en metal realmente despegue, se tendrán que resolver algunos problemas. El primer obstáculo son los altos costes, que no se pueden reducir fácilmente. El otro punto negativo tiene que ver con la lentitud de la producción, problemática para los objetos metálicos.

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Guía de impresión 3D en metal Tecnologías de impresión 3D en metal

Image of Guía de impresión 3D en metal: Tecnologías de impresión 3D en metal

Los problemas de la impresión 3D en metal son los mismos que los de cualquier otra impresora 3D: limitaciones de software y hardware, optimización de materiales y uso de varias materias primas.

Aunque no vamos a insistir en el software, nos limitaremos a decir que la mayoría de grandes empresas especializadas en la publicación de programas, como Autodesk, SolidWorks y solidThinking, ofrecen productos para apoyar tanto como sea posible los procesos de impresión 3D en metal.

En general, las piezas de metal impresas en 3D son tan resistentes como los componentes de metal hechos mediante el proceso de fabricación tradicional. Las piezas impresas mediante el proceso DMLS tienen propiedades mecánicas equivalentes a las de las piezas moldeadas. Además, la porosidad de un objeto impreso en 3D con un metal de calidad puede alcanzar una densidad del 99,5 %. El fabricante Startasys afirma crear piezas metálicas impresas en 3D con resultados de pruebas de densidad superiores a los estándares de la industria.

El metal impreso en 3D está disponible en varias resoluciones. Para la mayor resolución, el grosor de una capa varía entre 0,0008” y 0,0012” y la resolución X/Y entre 0,012” y 0,016”. El diámetro mínimo de un agujero varía entre 0,035” y 0,045”.

Proceso nº. 1 de impresión 3D en metal: sinterizado láser directo sobre metal

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El sinterizado láser directo sobre metal (DMLS), también conocido como sinterización selectiva por láser (SLS) y fusión selectiva por láser (SLM), es el proceso de impresión 3D en metal que están teniendo en cuenta muchas empresas actualmente. Funciona de la siguiente manera: una fuente de energía (un láser u otro haz de energía) fusiona un polvo “atomizado” (partículas esféricas diminutas) para crear las capas de un objeto.

Más de diez de los principales fabricantes de impresoras 3D metal en el mundo usan esta tecnología en sus máquinas, y cada vez sucede más. La mayoría tienen su sede en Alemania.

Proceso nº. 2 de impresión 3D en metal: deposición de energía dirigida

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Es posible que sientas la tentación de pensar que el único proceso de impresión 3D “restante” en la impresión 3D en metal es la deposición de filamento fundido, pero eso no es del todo cierto. Mientras que uno no puede fundir los filamentos de metal en su escritorio, los grandes industriales del sector metalúrgico pueden hacerlo. ¡Y lo hacen! Hay dos métodos para “depositar metal”.

El primero se llama deposición de energía dirigida (o deposición de metal por láser). Un rayo láser fusiona polvo metálico a medida que se libera lentamente y se deposita para formar las capas de un objeto mediante un brazo robótico industrial. Esta técnica se practica generalmente en una cámara hermética. Sin embargo, MX3D actualmente está trabajando en la impresión 3D de un puente de tamaño completo utilizando este sistema.

El segundo método es la fusión por haz de electrones (EBAM). En realidad, es un proceso de soldadura, en el que se usa un haz de electrones muy potente para fundir un alambre de titanio de 3 mm de espesor, y el metal fundido se usa para formar estructuras metálicas de gran tamaño. Sin embargo, a menos que trabajes para el departamento de defensa de los EE. UU., es poco probable que uses esta tecnología.

Proceso nº. 3 de impresión 3D en metal: inyección de aglutinantes

La tecnología de impresión 3D en metal utilizada por ExOne es aglutinar el polvo antes de calentarlo en un horno. (imagen: ExOne)
La tecnología de impresión 3D en metal utilizada por ExOne consiste en aglutinar el polvo antes de calentarlo en un horno. (imagen: ExOne)

Otro enfoque profesional, en el que también se usa un lecho de polvo, es el proceso de “inyección de aglutinantes” (conocida también por “Binder Jetting”). En este caso, las capas se crean pegando las partículas de metal y luego sinterizándolas (fundiéndolas) en un horno de alta temperatura, como si estuvieras horneando cerámica.

Otra alternativa, también similar a la fabricación de objetos de cerámica, es mezclar polvo de metal con una pasta de metal. Luego debes usar una impresora 3D con un sistema de extrusión neumático (como una bioimpresora de jeringuillas o una impresora de alimentos 3D) para crear el objeto. Una vez que hayas impreso la forma deseada, los objetos se hornean nuevamente en un horno.

Este enfoque es utilizado por la Mini Metal Maker, probablemente la única impresora 3D metal asequible hoy en día en el mercado.

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Guía de impresión 3D en metal Metales para impresión 3D

Material para impresión 3D en metal nº. 1: titanio

El titanio puro (Ti64 o TiAl4V) es uno de los metales más utilizados para la impresión 3D en metal gracias a su versatilidad, dureza y ligereza. Se utiliza para procesos de fundición en lecho de polvo o inyección de aglutinantes, principalmente en el sector médico (para crear prótesis personalizadas) y en la industria aeroespacial, automotriz y de herramientas (para fabricar prototipos o piezas). ¿El único problema? Es extremadamente reactivo, lo que significa que puede explotar fácilmente cuando se encuentra en forma de polvo. Es por esta razón que la impresión 3D tiene lugar al vacío o en una atmósfera llena de argón.

Material para impresión 3D en metal nº. 2: acero inoxidable

Acero XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX (imagen: atlanticstainless.com)

El acero inoxidable es uno de los metales más asequibles para la impresión 3D en metal. Además de ser muy fuerte, también se puede utilizar en todo tipo de industrias, incluso en diseño y arte. Este tipo de aleación, que también contiene cobalto y níquel, es particularmente difícil de romper, manteniendo una elasticidad muy alta. Se usa casi exclusivamente para fines industriales.

Material para impresión 3D en metal nº. 3: inconel

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El inconel es una súperaleación producida por Special Metals Corporation. Está compuesto principalmente de níquel y cromo y es resistente a las altas temperaturas. Es por esta razón que se usa principalmente en la industria petrolera, química y aeroespacial (para cajas negras de aviones).

Material para impresión 3D en metal nº. 4: aluminio

Aluminio

Debido a su ligereza y versatilidad, el aluminio es un metal muy popular para la impresión 3D. Se usa principalmente en diferentes aleaciones.

Metal para impresión 3D nº. 5: cromo-cobalto

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Esta aleación tiene una resistencia específica muy alta (que corresponde a su resistencia dividida por su densidad, que en resumen indica la fuerza requerida para romperla por unidad de área).  Se utiliza con mayor frecuencia para fabricar turbinas e implantes dentales y ortopédicos: en definitiva, en todas las áreas en las que la impresión 3D en metal se está convirtiendo en el método preferido de fabricación.

Material para impresión 3D en metal nº. 5: cobre y bronce

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Con algunas excepciones, el cobre y el bronce se usan en procesos a la cera perdida y, en menor medida, en procesos de sinterizado láser directo sobre metal. Esto se debe a que no son ideales para aplicaciones industriales y se suelen utilizar en el mundo de la artesanía. ColorFabb usa estos dos metales como base de sus filamentos metálicos especiales para la impresión 3D.

Material para impresión 3D en metal nº.6: hierro

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El hierro (incluso a veces magnético) se utiliza especialmente en la impresión 3D como un aditivo para los filamentos PLA, como los producidos por ProtoPasta y TreeD.

Material para impresión 3D en metal nº. 7: oro, plata y otros metales preciosos

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La mayoría de las empresas que utilizan procesos de fusión en lecho de polvo pueden extruir metales preciosos como oro, plata y platino. La dificultad aquí, además de mantener las propiedades estéticas de los metales, es garantizar que se optimice el manejo del polvo precioso. Los metales preciosos se imprimen en 3D en el ámbito de la joyería, la medicina y la electrónica.

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Guía de impresión 3D en metal Impresoras 3D de metal industriales

Mentalízate de que una impresora 3D de metal, estrujará tu presupuesto, ya que tiene un coste de al menos 100,000 USD. Te mostramos una selección de impresoras 3D. Algunas se pueden encontrar en servicios de impresión 3D en metal.

Impresora 3D de metal nº. 1: Sciaky EBAM 300Impresión 3D con filamentos de metal

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Si deseas imprimir estructuras metálicas de gran tamaño en 3D, te recomendamos que optes por la tecnología de la EBAM de Sckiaky. Esta es capaz de imprimir en cualquier tamaño que desees. Se utiliza principalmente en los EE. UU., en el campo aeroespacial y de defensa.

La impresora 3D metal de mayor tamaño fabricada por Sciaky es la EBAM 300. Su volumen de impresión es de 228” (5791 mm) de ancho por 48” (1219 mm) de profundidad y 48” (1219 mm) de altura.

La empresa afirma que la EBAM 300 es una de las impresoras 3D metal industriales más rápida del mercado. Esta impresora 3D metal puede producir una estructura de aeronave de titanio de 10 pies de largo en 48 horas, con una velocidad de aproximadamente 6,8 kilos. por hora. Una pieza que necesitaba de 6 a 12 meses para forjarse ahora se puede hacer en 2 días con esta impresora 3D metal.

Sciaky usa un haz de electrones muy poderoso, capaz de fundir un filamento de titanio de 3 mm de diámetro con una velocidad de impresión que oscila entre 3 y 9 kilos por hora.

Impresora 3D de metal nº. 2: Fabrisonic UAM – Impresión 3D en metal ultrasónica

fabrisonic 7200

Otra forma de imprimir piezas metálicas de gran tamaño en 3D es utilizar el proceso de Fabrisonic: tecnología de fabricación aditiva con ultrasonidos (UAM). Las máquinas de producción de Fabrisonic son máquinas CNC de tres ejes con un cabezal de soldadura adicional para la fabricación aditiva.

El modo de funcionamiento de estas impresoras es el siguiente: primero se cortan las capas de metal y luego se unen por ultrasonido. La impresora 3D de mayor tamaño de Fabrisonic, el Modelo 7200, tiene un espacio de construcción de 2 x 2 x 1,5 m.

Impresora 3D de metal nº. 3: Concept Laser XLine 1000 – Impresión 3D en metal por polvo

Xline 2000R

La impresora 3D de metal más grande que utiliza polvo de metal actualmente es la XLine 1000, de Concept Laser. Cuenta con un espacio de construcción de 6,30 x 4 x 5 m, el tamaño de una casa de una sola planta.

La empresa alemana, uno de los mayores proveedores de impresoras 3D para grandes empresas del sector aeroespacial, como Airbus, ha presentado recientemente una nueva impresora 3D de metal, la Xline 2000.

Este modelo tiene dos láseres y un espacio de construcción aún mayor, de 8 x 4 x 5 m. Utiliza la tecnología Concept Laser de LaserCUSING (un tipo de fusión selectiva por láser) y puede imprimir objetos en 3D con aleaciones de hierro, aluminio, níquel, titanio, metales preciosos e incluso materiales puros (titanio y aceros de gama alta).

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