La impresión 3D es una tecnología de fabricación avanzada para partes complejas, puede crear partes capa por capa a la vez. Este método tiene varias ventajas sobre las técnicas tradicionales de fabricación como Mecanizado CNC, moldeo por inyección o fundición a presión. Aunque la impresión 3D no puede reemplazar los métodos tradicionales, hay muchas aplicaciones que la impresión 3D puede proporcionar una producción rápida con alta precisión formar materiales funcionales.
Velocidad
La impresión 3D como método de fabricación aditiva tiene una ventaja principal: la velocidad. Puede producir piezas complejas en horas desde un archivo CAD. Esta ventaja es la verificación rápida y desarrollo de ideas de diseño. Como en el pasado, tomará días o semanas obtener un prototipo, la fabricación aditiva puede entregar un modelo real para los diseñadores en cuestión de horas. Si bien las impresoras 3D tardarán más tiempo en imprimir piezas, la capacidad de producción de piezas finales funcionales a un volumen bajo o medio permitirá ahorrar tiempo en comparación con las técnicas de fabricación tradicionales. Como el tiempo de entrega del moldeo por inyección es de al menos semanas.
Fabricación en un solo paso
La mayor preocupación de todo diseñador es cómo producir una pieza de la forma más eficaz. En las tecnologías de fabricación tradicionales, hay una gran cantidad de pasos a seguir, el orden de estos pasos afecta la calidad final y la capacidad de fabricación del diseño.
Para un soporte de acero personalizado, los métodos de fabricación tradicionales comenzarán con un modelo CAD. Una vez que se confirme el diseño, los materiales de acero se cortarán en un perfil de tamaño adecuado, luego sujetarán estos perfiles en su posición y los soldarán para formar el soporte uno por uno. Pula las soldaduras hasta obtener un buen acabado superficial, taladre el orificio en la posición adecuada. Finalmente, el soporte se limpia con chorro de arena, se imprima y se pinta para una mejor apariencia.
Si bien las máquinas de fabricación adictivas pueden terminar esto en un solo paso, no hay ningún operador de forma de interacción en el proceso de fabricación. Una vez que finalice el diseño CAD, solo tenemos que cargarlo en la máquina e imprimir en un solo paso durante unas horas. Puede reducir la dependencia de diferentes métodos de producción y proporcionar un mayor control de los productos finales.
Costo
El costo de fabricación se puede dividir en 3 categorías: costo de operación de la máquina, costo de material, costo de mano de obra. La impresión 3D en producción de bajo volumen es significativamente competitiva en comparación con los métodos de fabricación tradicionales. Es más económico que otros métodos alternativos para la producción de prototipos con verificación de forma y aptitud, como el moldeo por inyección. A medida que aumenta el volumen, las técnicas tradicionales se vuelven cada vez más rentables y los altos costos de instalación se justifican por un mayor volumen de producción.
Costo de operación de la máquina
La tecnología de impresión 3D consumirá una cantidad de energía para producir una sola pieza, pero para piezas de geometrías complejas, dará lugar a una mayor eficiencia y tiempo de respuesta. En este proceso, el costo de operación de la máquina tiene la contribución más baja al costo total.
Costo material
El costo del material varía significativamente para las diferentes tecnologías de impresión 3D. Las bobinas de filamento para impresoras FDM de escritorio cuestan $25 por kg, mientras que la resina para impresión SLA cuesta casi $150 por litro. El material para la fabricación aditiva es difícil de hacer una comparación cuantificable con los métodos tradicionales. El costo del material es la principal contribución al costo de producción de la pieza.
Coste laboral
La impresión 3D tiene el costo de mano de obra más bajo en el proceso de fabricación. Excepto después de la operación, el trabajo principal de los operadores es presionar un botón en la impresora 3D. Luego, la máquina seguirá un proceso automotriz para terminar la producción de piezas. En comparación con los métodos tradicionales, donde se requieren maquinistas y operadores altamente calificados, el costo de mano de obra para la impresión 3D es casi cero.
Diseño de Complejidad
La impresión 3D casi no tiene restricciones, una vez que se compara con el proceso de fabricación tradicional, ya que los componentes se producen capa por capa. Los requisitos de diseño como ángulo de inclinación, socavaduras y acceso a herramientas no se aplican en el diseño de impresión 3D. Aunque existen algunas restricciones en la función de tamaño mínimo, la mayoría de las limitaciones son cómo optimizar la orientación de la impresión, reducir la dependencia del soporte y la probabilidad de falla. Esto aumentará la libertad de diseño y permitirá la creación de geometrías complejas.
personalización
La impresión 3D permite no solo una mayor libertad de diseño, sino también un diseño de personalización completo. Dado que la impresión 3D actual siempre produce una sola pieza a la vez, es la forma más adecuada para la producción única. Este concepto se aplica ampliamente en el área médica y dental, como prótesis personalizadas, implantes y ayudas dentales. La fabricación aditiva permite la producción única rentable de piezas personalizadas.
Sustentabilidad
La impresión 3D solo utilizará el volumen adecuado de material para producir una pieza. En la mayoría de los procesos, las materias primas se pueden reciclar y reutilizar en la siguiente producción, por lo que se desperdicia muy poco material. Mientras que los métodos de fabricación sustractivos, como el fresado o el torneado CNC, eliminarán una cantidad de materiales de los bloques en bruto. Esto da como resultado un alto volumen de desperdicio de material.
Mitigación de riesgos
Un prototipo defectuoso le costará tiempo y dinero al diseñador, un pequeño cambio en los moldes o en los métodos de fabricación tendrá un impacto significativo en el costo final. La impresión 3D puede producir prototipos antes que costosos equipos de inversión como moldes, plantillas. Para verificar el diseño y eliminar el riesgo, genere confianza antes de una gran producción en masa.