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GF Machining Solutions facilita la fabricación de piezas híbridas

Publicado el octubre 1, 2020 por Alicia M.

En la industria manufacturera, se utilizan muchos métodos de producción según el tipo de pieza creada. Si bien la fabricación aditiva ha demostrado su eficacia, ya sea para aplicaciones de creación rápida de prototipos o piezas acabadas, sigue siendo un método que a menudo complementa los procesos de fabricación sustractiva. De hecho, las tecnologías actuales aún no permiten el diseño de grandes volúmenes, y suelen ser demasiado lentas. Así, la fabricación aditiva se utilizará más para piezas con geometría muy compleja, series pequeñas, prototipos o incluso herramientas. Sin embargo, observamos que cada vez son más los fabricantes que buscan combinar los dos procesos de producción: la denominada «fabricación híbrida», trae una serie de ventajas y es, en algunos casos, más viable desde un punto de vista económico.

Sin embargo, la combinación de los dos procesos puede suponer algunos desafíos. La mayoría de las veces, la pieza se imprime en 3D y luego se procesa y mecaniza para obtener la geometría final o tener un mejor acabado superficial. Este suele ser el caso de componentes muy complejos que incorporan, por ejemplo, geometrías internas, como canales de refrigeración, cualquier cosa que no pueda cortarse directamente de un bloque de metal. Habrá que pasar por procesos de retirada de los soportes, tratamiento térmico, fresado, o incluso pulido manual para obtener un mejor acabado. A menudo, estos son costosos y requieren mucho tiempo y deben minimizarse tanto como sea posible.

Herramienta de corte híbrida | Créditos: GF Machining Solutions

En relación con la “fabricación híbrida”, vemos cada vez más un enfoque que consiste en fabricar las llamadas piezas “híbridas”. Este proceso consiste no solo en combinar tecnologías aditivas y sustractivas sino más precisamente en imprimir directamente sobre un premecanizado de forma convencional. De hecho, la impresión 3D de metal es un proceso que puede resultar largo y costoso. Una empresa industrial puede luego mecanizar su preforma y luego crear, gracias a la fabricación aditiva, las características clave que son imposibles de obtener mediante procesos convencionales. ¿El resultado? Menor tiempo de producción, costes limitados, ventajas tecnológicas conservadas, etc.

Sin embargo, uno de los límites de este enfoque es el posicionamiento de la preforma en cuestión. La posición de esta última, fijada en la plancha de impresión, es difícil de identificar. De hecho, no existe un vínculo mecánico entre la preforma y el sistema óptico, como puede ser el caso de una fresadora, por ejemplo. Entonces, ¿cómo imprimir con precisión sobre esta preforma? Muchos fabricantes confían en la alineación visual o en máquinas de medición de coordenadas externas (CMM). Métodos que están lejos de ser perfectos, con un alto riesgo de error y una grave falta de precisión: este se desarrolla dentro de las 100 micras. Además, es una operación que requiere bastante tiempo.

Preformas dentro del DMP Flex 350 | Créditos: GF Machining Solutions

DMP Calibration Tool, una herramienta para facilitar la fabricación híbrida

Para superar este problema, GF Machining Solutions, experto en fabricación aditiva de metal, ha desarrollado una herramienta con su socio 3D Systems, uno de los pioneros del mercado. Llamada DMP Calibration Tool, esta herramienta reduce el número de errores del operador y les ahorra un tiempo considerable. Es una solución de software que se basa en la funcionalidad de monitoreo de los tanques de fusión integrados en la línea de máquinas DMP, DMP Monitoring. Esta instalación fue diseñada originalmente para detectar posibles defectos durante el proceso de fabricación. Sin embargo, GF Machining Solutions se ha apropiado de su función principal. Dogan Basic, Product Manager de GF Machining Solutions explica: “La herramienta de calibración DMP explota este hardware de monitoreo sensible a la luz para otro propósito: escanear preformas para identificar orificios de posicionamiento premecanizados en la superficie de la pieza de trabajo”. Concretamente, el láser escanea los agujeros en la preforma y los sensores analizan las diferencias en la reflexión de la luz. Así, mediante triangulación y tras corregir la orientación de los ejes x, y, z por el software, el posicionamiento de las preformas se conoce con precisión. Este proceso se puede realizar de forma muy rápida y en varias preformas al mismo tiempo. También se elimina el riesgo de error humano. De este modo, el usuario puede añadir material a una pieza ya mecanizada de una forma mucho más optimizada.

Explicación esquemática del proceso de digitalización de agujeros en preformas.

En el lado de la aplicación, GF Machining Solutions dice que este enfoque de fabricación híbrido puede servir a muchas industrias, incluida la aeroespacial y médica, que producen piezas complejas en términos de estructura interna, pero también en la creación de implantes tipo bandejas tibiales. Este último podría así ser geométricamente más preciso y al mismo tiempo integrarse mejor en el cuerpo de cada paciente. Por último, se espera que la herramienta resulte especialmente beneficiosa para la implementación de moldes o troquelados.

Dogan concluye: “Las herramientas de corte son otro ejemplo de aplicación. Cada vez se producen más mediante la fabricación híbrida que implica una preforma mecanizada sobre la que se imprime una sección aditiva. Se prefieren los métodos híbridos porque la preforma tiene una geometría muy sencilla de producir mediante métodos convencionales. El uso de fabricación aditiva en tales herramientas crea complicados canales de lubricación y enfriamiento que serían difíciles de producir con el mecanizado convencional. La falta de precisión en la fabricación aditiva puede provocar un gran déficit en el rendimiento de la herramienta. Es por eso que nuestra solución de referencia única es tan popular”. Puedes encontrar más información en el sitio web de GF Machining Solutions AQUÍ.

Un molde diseñado utilizando diferentes procesos de fabricación, incluida la fabricación aditiva. | Créditos: GF Machining Solutions

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