Impresión 3d metal – EL RETO DE IMPESIÓN 3D
El diseño de máquinas implica el desarrollo, diseño y producción de máquinas. Es clave garantizar que las máquinas funcionen de manera eficiente, produzcan resultados consistentes y puedan repararse fácilmente a medida que los componentes se desgastan o rompen. Por simplicidad, velocidad y, lo que es más importante, el costo, los diseñadores de máquinas se esfuerzan por utilizar tantos componentes estándar como sea posible. Sin embargo, invariablemente, algunas piezas deben hacerse a medida, y ahí radica la mayor parte del desafío.
Debido a los volúmenes relativamente pequeños necesarios, las piezas personalizadas generalmente se mecanizan con CNC, un proceso que puede ser costoso y llevar mucho tiempo, debido a los recursos limitados del taller de máquinas y al tiempo y costos de ingeniería no recurrente (NRE). Esta NRE generalmente consiste en la necesidad de crear accesorios de sujeción de piezas personalizados para el mecanizado de piezas complejas, incluso si las piezas se producen en un volumen bajo, lo que genera un desperdicio significativo y un costo adicional de las piezas.
LA SOLUCIÓN
Las empresas de diseño de máquinas también pueden enfrentar desafíos relacionados con equipos que ya están en funcionamiento: a medida que las piezas se desgastan o se rompen, las empresas deben poder fabricar rápidamente piezas de repuesto para que la máquina vuelva a estar en funcionamiento y mantenga bajos los costos por pieza y evite el almacenamiento. costos. La fabricación aditiva simplifica drásticamente el proceso de creación de piezas personalizadas. Debido a que no depende de herramientas o accesorios, la impresión 3D a menudo permite a los usuarios imprimir piezas más rápido y a menores costos que el mecanizado. La tecnología también abre la puerta a piezas con mayor complejidad geométrica, estas piezas complejas pueden ser más adecuadas para la aplicación, pero generalmente no pueden justificarse con los métodos de fabricación tradicionales.
Esa mayor complejidad también permite la consolidación de ensamblajes, la combinación de varias piezas en menos ensamblajes multifuncionales, lo que ayuda a simplificar la fabricación y aumentar la eficiencia. La impresión 3D de metal también agiliza la producción de piezas de repuesto, lo que permite a las empresas imprimir exactamente la pieza que necesitan, cuando y donde la necesitan, reduciendo significativamente tanto el tiempo de inactividad de la máquina como los costos de almacenamiento.
Consolidación de ensamblajes
Para simplificar los procesos de fabricación, muchos conjuntos se componen de piezas fáciles de fabricar que se mantienen unidas con sujetadores o se sueldan. Sin embargo, la fabricación aditiva permite a los usuarios consolidar varias piezas en un solo conjunto, lo que reduce los costos y aumenta la eficiencia.
El tornillo de rodillo de abajo [Ej. 1] se usa en un actuador lineal para abrir y cerrar una válvula piloto en una planta de energía de vapor. Aunque normalmente se fabrica a partir de siete componentes, Studio System permite consolidar el conjunto en un solo componente.
Fabricación bajo demanda
La impresión de soportes y soportes no solo acelera su fabricación, sino que ofrece a los diseñadores más libertad para centrarse en optimizar su geometría para la aplicación en particular, en lugar de la capacidad de fabricación. Los soportes y soportes a continuación [Ej. 2] se utilizan para sujetar una variedad de componentes estándar: motores, cojinetes, ejes, engranajes, poleas, sensores, ópticas y más. La impresión de estas piezas permite optimizar su geometría para cada aplicación, al mismo tiempo que reduce el tiempo y el costo de fabricación.
Prototipos funcionales / Ejecuciones piloto
Los métodos de fabricación como la fundición, la forja y el moldeo por inyección de metal son ideales para la producción en masa, pero el alto costo y los largos plazos de entrega los convierten en una mala elección para la creación de prototipos o tiradas de bajo volumen. Las piezas impresas a menudo pueden lograr la misma calidad que los métodos de producción en masa sin la necesidad de herramientas, lo que ahorra mucho tiempo y dinero. Dado que la impresión elimina la necesidad de herramientas, la pieza puede imprimirse fácilmente un día, cambiarse e imprimirse una nueva variación durante la noche.
Debido a que construye piezas utilizando características extremadamente finas (capas de 50 a 200 um de espesor para sistemas basados en extrusión y vóxeles de 15 a 20 um para sistemas de inyección de aglutinante), la impresión 3D facilita la creación de características finas que pueden no ser posibles o justificables con métodos de fabricación tradicionales. El acoplamiento personalizado a continuación [Por ejemplo, 5] se utiliza para transferir energía entre dos componentes giratorios y presenta detalles intrincados que, aunque difíciles de mecanizar, son fáciles de imprimir.
Al imprimir esta pieza, el diseñador pudo crear múltiples prototipos funcionales en un solo lecho de impresión, lo que les permitió probar una variedad de diseños en solo una semana y seleccionar una pieza con geometría óptima que se puede adaptar para la producción en masa. El tiempo de entrega enormemente acelerado y el bajo costo por cada habilitado por Studio System hacen posible una creación de prototipos funcional tan rápida.
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