3DM desarrolla una impresión 3D SLS más rápida y optimizada para aumentar la producción

La impresión 3D ha recorrido un largo camino desde sus orígenes en la década de 1980. Aunque al principio se utilizaba casi exclusivamente para el prototipado rápido, en los últimos años hemos visto cómo las tecnologías de fabricación aditiva se industrializaban y se utilizaban para piezas de uso final. Pero sigue habiendo muchas dudas sobre la escalabilidad de los procesos, especialmente en términos de producción. Por suerte, cada vez hay más innovaciones para superar estos obstáculos. Una de estas empresas es 3DM, que ha desarrollado su propia tecnología de cabezal de impresión 3D basada en un enfoque de rayo láser paralelo. Con esta solución, es posible acelerar la velocidad de fabricación y el rendimiento al tiempo que se aumenta la resolución, específicamente con la impresión 3D SLS. Hemos hablado con Ido Eylon, CEO de la empresa, para saber más.

3DN: ¿Podrías presentarte y contarnos qué es 3DM?

Ido Eylon, CEO de 3DM.

Me llamo Ido, soy el CEO de 3DM desde hace un año. Antes trabajé para empresas del sector 3D. En mi puesto anterior fui vicepresidente de ventas y marketing de Massivit, cargo que desempeñé durante tres años. Y antes de eso trabajé casi una década con Stratasys, trasladándome cuando se produjo la fusión entre Stratasys y Objet. Empecé con un papel más técnico y era gerente del equipo de aplicaciones en Israel cuando empecé. Así es como desarrollé mi comprensión de lo que tiene sentido hacer con la tecnología, y también de lo que no hay que hacer con ella. Después de un par de años, me trasladé a EE.UU. como responsable de aplicaciones y preventa para Norteamérica, donde pude acercarme más a los clientes y a los casos de uso mencionados, a la vez que adquiría más experiencia en la parte empresarial del sector. Después me fui a Singapur para abrir una unidad de negocio allí y fui el director de negocio para el sur de Asia y mi último cargo importante fue el de vicepresidente de ventas para Asia-Pacífico. En total, tres años y medio en Singapur, donde me familiaricé con la parte comercial, el negocio, las aplicaciones, los casos de uso y los distintos lugares.

Justo antes de trasladarme a 3DM, estaba bastante entusiasmado con la transición del prototipado a la producción industrial y he identificado en 3DM una manera de entrar en esto. La tecnología SLS es clave para el uso de producción de gran volumen, es decir, producción de hasta 10.000 piezas. Ahí es donde 3DM entra como una manera de tomar la impresión 3D SLS, que ya tiene capacidades muy altas en el campo, y empujarlo aún más lejos.

3DM, por su parte, fue fundada por el Dr. Daniel Majer, doctor en Física por el Instituto Weizmann de Ciencias de Israel. Es experto en láseres y antes de fundar 3DM ya dirigía empresas del sector. Construyó el primer prototipo de 3DM con sus propias manos, recaudó algo de dinero de una incubadora en Israel y la empresa empezó a crecer y progresar. De hecho, salimos a bolsa en Tel Aviv hace unos dos años para reunir más capital y continuar el proceso de desarrollo, y ahora estamos al borde de la comercialización. Esperamos tener en los próximos meses nuestras primeras unidades beta sobre el terreno.

3DN: 3DM tiene una visión única de la impresión 3D SLS, ¿en qué consiste la tecnología?

Antes de entrar en nuestra solución específica, es importante responder a la pregunta ¿por qué SLS? Se trata de la tecnología más prometedora en términos de producción industrial real con impresión 3D. Esto es gracias a su propia naturaleza, en la que se pueden crear muchas piezas de calidad a la vez, así como personalizarlas. Sin embargo, todavía tiene sus propios retos que pretendemos abordar con nuestra solución.

El proceso de impresión 3D de 3DM.

Un aspecto clave son los láseres; tenemos nuestros propios láseres QCL que hemos desarrollado. El punto único más importante de estos láseres es que están diseñados, planificados y fabricados para la fusión optimizada de plástico. No tomamos simplemente un láser de CO2 o de fibra cualquier ni nos limitamos a hacer ajustes limitando la gama de materiales posibles. En lugar de eso, nuestros láseres trabajan analizando el material deseado y luego sintonizando los láseres para fundir el material a la longitud de onda requerida.

Para entender cómo funciona, hay que considerar primero un análisis FTIR (Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier). Suelen utilizarse en distintos ámbitos científicos, por ejemplo para comprobar la calidad de productos alimentarios o encontrar materiales prohibidos o explosivos. Y, esencialmente, muestra qué longitudes de onda interactuarán bien con el material en cuestión. De ahí partió el fundador de 3DM para crear nuestra propia tecnología de impresión 3D.

Cada material tiene una longitud de onda específica o unas pocas longitudes de onda que son las más eficaces para la fusión. Mirando un FTIR se puede ver directamente porque hay picos y el objetivo es estar lo más cerca posible de este pico para que el material reaccione de la forma deseada. Pero si estás usando un láser de CO2, siempre estarán a 10,6 micras y si el material absorbe lo suficiente, se fundirá o no, pero no es lo óptimo. Otra posibilidad es utilizar un láser de mayor potencia, pero esto lleva un coste asociado. Por tanto, nunca se llega a un punto en el que el láser esté optimizado para cada material. Y ahí es donde entramos nosotros, viendo cómo reaccionan los distintos materiales a las diferentes longitudes de onda.

The four lasers are paired in couples

Una vez que lo hemos entendido, empezamos a fabricar el chip, que es muy pequeño (medio milímetro de ancho y ~5 mm de largo), y que emitirá una luz de entre 2-3 vatios, muy potente para un láser de este tamaño. Después, se coloca este chip en el dispositivo de refrigeración para fabricar el primer elemento óptico y, a continuación, se construye para crear el módulo láser. En última instancia, se toman cuatro de ellos, potencialmente más, y se combinan para aumentar la potencia y las capacidades. En este cabezal, todos los láseres se combinan y se concentran en un haz que creará las capas sobre el polvo.

Además, con los cabezales de haz, la tecnología es más escalable. En una solución, es posible tener cuatro cabezales de haz, cada uno con cuatro de estos láseres que están dispuestos en parejas, con cada uno ajustado a su propia longitud de onda. Con estos láseres, teóricamente podemos fundir cualquier termoplástico. Ahora mismo, utilizamos principalmente todos los materiales disponibles para la impresión 3D, pero confiamos en que, a medida que crezcamos, podremos imprimir con materiales que otros no pueden.

3DN: ¿Cuáles son las ventajas de esta tecnología única?

Tiene bastantes beneficios más allá de las vastas aplicaciones disponibles, así como la amplia gama de materiales compatibles. Cabe destacar sobre todo una mayor velocidad de impresión, menores costes y una plataforma abierta. Además, incluso con todo eso, podemos garantizar las propiedades mecánicas de la pieza impresa, ya que podemos ver cómo reaccionarán las longitudes de onda y asegurar que la pieza final tenga las propiedades deseadas. Y la pieza final es isotrópica, por lo que también garantizamos las propiedades a lo largo del eje z, lo que no ocurre con muchas otras tecnologías.

La precisión también es una ventaja clave, ya que la resolución de impresión se ve directamente afectada por la eficiencia de absorción del láser. Con los láseres de CO2, solo se puede cambiar la intensidad del láser, lo que afecta a la selectividad, pero no será tan reactivo. Podemos adaptarnos directamente a la longitud de onda ideal para optimizar la fusión, lo que da como resultado detalles mucho más finos y un mejor acabado superficial.

El interior de un cabezal del haz.

Y por último, pero no por ello menos importante, la naturaleza escalable de esta tecnología es también una clara ventaja sobre muchos otros métodos. De nuevo, con nuestros láseres, cuanto más se añade, mayor es la velocidad y la resolución. Nuestros cabezales están hechos específicamente para ser utilizados con más láseres gracias al enfoque de láser paralelo y tener un mejor resultado. Está claro que en la impresión 3D SLS el láser es lo que va a tener el mayor impacto en el resultado, especialmente al fabricar muchas piezas a la vez. Lo segundo más importante es la gestión del calor y, de nuevo, con el cabezal del haz, podemos añadir dispositivos de calentamiento entre los láseres y calentar el polvo incluso en mitad de la construcción.

3DN: ¿Cómo pueden los usuarios implementarla en la producción? ¿Qué obstáculos existen?

La impresión 3D SLS es una de las pocas tecnologías que pueden ampliarse para la producción. En cuanto al coste del material, entendemos la preocupación de los fabricantes. De hecho, para solucionarlo tenemos la política de ser una plataforma abierta y trabajamos muy estrechamente con los fabricantes de materiales para garantizar la compatibilidad con soluciones de terceros. El modelo de negocio exacto con los materiales es muy flexible y estamos comprometidos a hacer lo que sea mejor para el cliente en términos de producción y aplicación de grandes volúmenes que, por supuesto, es una de las formas clave en las que estamos trabajando hacia una producción de mayor volumen para los usuarios. Por otra parte, esto también beneficia a las nuevas empresas que se incorporan, en lugar de a las más antiguas, que quizá ya se dediquen más a la creación de prototipos que a la producción en serie

Gracias a esto, nos estamos dirigiendo a todos los mercados en los que tendría sentido tener una producción de gran volumen utilizando la impresión 3D SLS. Por nombrar algunos, encontramos la electrónica y los bienes de consumo. Pero en realidad nuestra solución es ideal para cualquier industria en la que la personalización o los problemas de la cadena de suministro puedan ser una preocupación. Esto es especialmente importante para los sectores en los que la personalización tiene mucho valor.

La solución completa de 3DM.

3DN: ¿Unas últimas palabras para nuestros lectores?

Tenemos dos mensajes importantes. El primero es que estamos a punto de comercializar y producir la tecnología, próximamente. El segundo es que, aunque ya hemos entablado relaciones con diferentes actores del sector que serán usuarios beta o pioneros de la tecnología, nos encantaría interactuar con aún más. Siempre estamos dispuestos a escuchar a otros para conocer sus objetivos de producción de gran volumen y saber más sobre lo que necesitan. Puedes ponerte en contacto con nosotros para obtener más información aquí.

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*Créditos de todas las fotos: 3DM