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¿Podría esta máquina llevar la impresión 3D a las grandes ligas de fabricación?
El inventor de un nuevo tipo de impresora 3-D dice que su grupo de investigación construirá una máquina enorme capaz de producir en masa piezas de plástico a precios competitivos dentro de dos años.
Ahora se está trabajando en una versión más grande de esta máquina de sinterización de alta velocidad.
Fabricar piezas de plástico capa por capa siguiendo instrucciones digitales es un proceso muy lento en comparación con los métodos convencionales. Es por eso que la fabricación aditiva, o impresión 3D, como se la conoce más popularmente, hasta ahora ha sido económica solo para fabricar pequeños lotes de productos de nicho como implantes dentales y cubiertas para audífonos. La nueva técnica podría aumentar la cantidad de piezas que se pueden fabricar económicamente de miles a millones a la vez, al menos para objetos pequeños y complicados.
En comparación con las tecnologías convencionales como el moldeo por inyección, la fabricación aditiva podría reducir significativamente el uso de materiales y eliminar las costosas máquinas herramienta necesarias para fabricar ciertas formas complicadas. También hace que sea más práctico diseñar arquitecturas únicas para piezas que, por ejemplo, podrían ayudar a que los automóviles y aviones sean más livianos y más eficientes en combustible (consulte 10 Tecnologías innovadoras 2013: Fabricación aditiva).
neil hopkinson , profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Sheffield en el Reino Unido, ha estado desarrollando el nuevo método, llamado sinterización de alta velocidad, durante más de una década.
Las máquinas de sinterización por láser construyen objetos utilizando un láser de un solo punto para derretir y fusionar capas delgadas de polímero en polvo, una por una. Hopkinson reemplazó el sistema láser, que es costoso y lento, con una lámpara infrarroja y un cabezal de impresión de chorro de tinta. El cabezal de impresión entrega con rapidez y precisión patrones de material absorbente de radiación al lecho de polvo. Posteriormente, al exponer el polvo a la luz infrarroja, se derrite y fusiona el polvo en patrones, y la máquina crea capas delgadas, una por una, similar a la forma en que funciona la sinterización por láser, pero mucho más rápido.
El grupo de Hopkinson ya ha demostrado que el método funciona a una escala relativamente pequeña. También calcularon que, dada un área de construcción lo suficientemente grande, la sinterización de alta velocidad es del orden de 100 veces más rápida que la sinterización por láser de ciertos tipos de piezas, y que puede ser competitiva en costos con el moldeo por inyección para fabricar millones de piezas pequeñas, partes complejas a la vez, dice Hopkinson. Ahora, el grupo construirá la máquina con fondos del gobierno británico y algunos socios industriales.
La sinterización de alta velocidad tiene el potencial de ser muy rápida, y el proceso podría terminar siendo mucho más barato que la sinterización por láser en ciertos casos, dice phil reeves , el vicepresidente de consultoría estratégica de Stratasys, un fabricante líder de muchos tipos de máquinas y materiales de fabricación aditiva. Sin embargo, todavía se necesita mucho trabajo para desarrollar materiales que puedan funcionar con el proceso si el objetivo es competir con el moldeo por inyección, dice. A juzgar por lo que Hopkinson ha hecho público, la gama de polímeros que funcionan con sinterización de alta velocidad es limitada en comparación con la del moldeo por inyección, dice Reeves, y muchos polímeros industriales pueden no ser compatibles con el proceso, ya que se basa en combinar el polvo con un material adicional que absorbe la luz.
Otro desafío potencial para la comercialización de la tecnología de Hopkinson, dice Reeves, es que Hewlett-Packard está desarrollando una tecnología muy similar. Aunque se conocen pocos detalles sobre el sistema de HP, llamado Fusión multichorro , está claro que también emplea un cabezal de impresión de chorro de tinta que puede entregar tanto un material absorbente de radiación como otro material que llama agente de detalles.
Por si sirve de algo, la sinterización de alta velocidad de Hopkinson está patentada y la propiedad intelectual es propiedad de la institución anterior de Hopkinson, la Universidad de Loughborough, que ha otorgado licencias de la tecnología a varias entidades, incluida la empresa alemana de impresión 3-D. Voxeljet . Hopkinson dice que la máquina que su grupo está construyendo ahora podrá entregar materiales adicionales, como tintas conductoras utilizadas para imprimir dispositivos electrónicos, lo que sigue siendo un gran desafío técnico para la fabricación aditiva. No creo que HP planee esto, dice.