En los últimos años, a medida que los nuevos materiales y tecnologías aumentan la capacidad de producción y reducen los costos, la importancia de la tecnología de impresión 3D y la tecnología de prototipos en rápido desarrollo se ha vuelto cada vez más prominente. Las pequeñas empresas e incluso los consumidores privados pueden permitirse objetos 3D personalizados. Este artículo analizará la aplicación y los cambios de esta tecnología en la industria manufacturera.
La impresora 3D es una versión de bajo costo de la tecnología de creación rápida de prototipos (RP). La tecnología de creación rápida de prototipos se utiliza para crear modelos de bajo costo en las primeras etapas de diseño. Con el modelo producido por la impresora 3D, el equipo de diseño puede verificar si el concepto de diseño es apropiado. De esta forma, la empresa puede ver un mejor feedback y así lanzar mejores productos. La tecnología de impresión 3D también facilita la cooperación en tiempo real entre empresas a escala global.
En los últimos años, a medida que la mayoría de los campos industriales comienzan a aplicar esta tecnología en las fábricas, la aplicación de la tecnología de impresión 3D se ha desarrollado mucho. Además, la tecnología de impresión 3D también ha entrado en miles de hogares para satisfacer necesidades individuales. Según ABI Research, el mercado mundial de sistemas de impresión 3D alcanzará los 783 millones de dólares estadounidenses en 2013.
Campos donde se puede aplicar la tecnología 3D
Ingeniería: Los ingenieros a menudo necesitan fabricar prototipos de sus diseños o productos. Anteriormente, el proceso de fabricación de prototipos requería semanas y mucha mano de obra, porque el proceso requería cortar y perforar papel, madera y otros materiales. Ahora, con la tecnología 3D, los diseñadores pueden usar una impresora 3D para hacer prototipos siempre que produzcan imágenes 3D del borrador del diseño.
Arquitectura: Al igual que los ingenieros, los arquitectos también necesitan modelos de borradores de diseño. Con una impresora 3D, los arquitectos pueden obtener modelos de alta precisión en poco tiempo. Al mismo tiempo, el modelo 3D también facilita que las personas entiendan el borrador del diseño de manera más intuitiva.
Joyería: La industria de la joyería es una de las primeras industrias en utilizar la tecnología de impresión 3D en el proceso de fundición por inversión. La diferencia es que la industria de la joyería utiliza cera en lugar de impresoras de metal. En otras palabras, el modelo de joyería se modela con cera o se imprime. Inyecte yeso en un extremo y luego vierta el metal fundido sobre el yeso. Los dos se fusionan para producir un modelo de cera metálica en el yeso. Nació el prototipo de joyería y el joyero completó el trabajo de pulido final. Muchos joyeros independientes han introducido impresoras de alta tecnología en su trabajo.
Implantación médica: en medicina, tales situaciones "desencadenantes" ocurren a menudo en operaciones quirúrgicas. A veces la situación es muy complicada, y un pequeño error es suficiente para matar al paciente. Por lo tanto, la aparición de la tecnología de impresión 3D es una gran ayuda. Muchos cirujanos han comenzado a practicar cirugía en el cuerpo del paciente creado por tecnología 3D antes de la operación real. Esto no solo puede aumentar la confianza de los médicos, sino también aumentar la tasa de éxito de su cirugía real. Además, la tecnología de impresión 3D tiene otros usos médicos, como la fabricación de modelos óseos para facilitar a los cirujanos la práctica de operaciones complejas. Esta técnica también es aplicable a la investigación avanzada con células madre.
Ventajas de la tecnología de impresión 3D
La tecnología de impresión 3D puede ayudar a afinar rápidamente el borrador del diseño, descubrir los problemas en el diseño temprano y eliminar la necesidad de que los diseñadores vayan a la fábrica. Puede lograr una producción de bajo costo y reducir el costo de la producción y herramientas de prototipos tradicionales, que es similar a la tecnología de producción tradicional. En comparación, hay menos desperdicio y se puede usar una variedad de resinas y ceras al completar el modelo. También puede usar un nuevo uretano para producir sus propios productos.
Creación de prototipos: la tecnología de impresión 3D es muy útil en el desarrollo de prototipos de productos. Con esta tecnología, los diseñadores e ingenieros pueden construir prototipos a bajo costo para probar si el diseño es factible antes de invertir fuertemente en herramientas y procesos de producción.
Producción de componentes: en algunas industrias, la tecnología de impresión 3D se ha utilizado para reemplazar las técnicas de producción tradicionales para fabricar una gama completa de productos. Esta tecnología se ha utilizado con éxito para producir componentes de pequeño tamaño para diversas industrias. A medida que las industrias automotriz, aeroespacial, de equipos médicos, eléctrica, energética y otras aumenten gradualmente la demanda de esta tecnología, las empresas utilizarán la tecnología 3D para producir componentes más grandes y complejos.
Componentes aeroespaciales: los gigantes de la industria aeroespacial también están considerando el uso de componentes de impresión 3D para reemplazar las piezas mecanizadas o soldadas existentes. Al mismo tiempo, la tecnología de impresión 3D también reduce en gran medida las restricciones sobre los componentes que se van a producir. A medida que crece la demanda de impresoras grandes, de alta velocidad y de bajo costo, la tecnología de impresión 3D tendrá mucho espacio de aplicación en la producción de componentes aeroespaciales livianos. Esta oportunidad de desarrollo también se extenderá a otras industrias y áreas de consumo.
Algunas ventajas de la tecnología de impresión 3D no están disponibles en el procesamiento de máquinas herramienta. Por ejemplo, la tecnología de impresión 3D es mucho más rápida que la tecnología tradicional de máquinas herramienta (excepto las máquinas herramienta CNC). Al igual que el procesamiento de máquinas herramienta, la impresión 3D también puede usar una variedad de materiales, pero existe una diferencia clave entre el procesamiento de dos máquinas herramienta que debe pasar por los pasos de corte, taladrado, rectificado y desbarbado del material para completar la pieza de trabajo, mientras que La impresión 3D puede crear formas complejas que las máquinas herramienta no pueden manejar. Además, a diferencia del procesamiento de máquinas herramienta, la tecnología de impresión 3D puede procesar fácilmente piezas de trabajo huecas, porque el proceso de procesamiento a menudo involucra capas de sistemas de polvo o sistemas que utilizan materiales de soporte.
Mira al futuro
El alcance de la aplicación de la tecnología de impresión 3D se está expandiendo gradualmente y esta tendencia puede continuar en el futuro. Las áreas más prometedoras incluyen atención médica, bienes de consumo duraderos, productos eléctricos y electrónicos, aeroespacial y otros componentes de ingeniería. Con el avance de los materiales y la reducción de costes, es probable que algunas aplicaciones que hoy apenas podemos imaginar también se hagan realidad.
La tecnología de impresión 3D se puede utilizar para fabricar componentes que no son particularmente complejos y producen productos terminados de primera categoría. En el campo de la fabricación, en el futuro, es probable que veamos el rápido desarrollo de la fabricación de prototipos, que eventualmente reemplazará el procesamiento y la producción de ciertas máquinas herramienta.