HyFAM combina impresión 3D y fabricación formativa para crear piezas complejas 20 veces más rápido

¿Y si fuera posible combinar la fabricación aditiva y la formativa en un solo sistema? Hoy en día existen muchas máquinas que pueden cambiar los cabezales de las herramientas, ofreciendo así una producción híbrida. Ahora, un equipo de investigadores de la Whiting School of Engineering ha desarrollado un método que combina calidad y velocidad. Denominado Hybrid Formative-Additive Manufacturing (HyFAM), este sistema ofrece un enfoque híbrido basado en extrusión para imprimir en 3D geometrías complejas que pueden rellenarse mediante moldeo o fundición. La unión de estos dos procesos permite crear formas complejas con más detalle allí donde se necesita, a la vez que es rápida porque puede rellenar zonas menos precisas con mayor eficacia.

Como sabemos, la impresión 3D se enfrenta a ciertos obstáculos, como la velocidad y ciertos defectos como el relleno ineficaz, el alabeo y los huecos internos. Además, aunque la fabricación aditiva ofrece un alto nivel de detalle, éste no siempre es necesario en toda la pieza. Nathan Brown, miembro del equipo, explica: “La fabricación aditiva puede lograr un gran nivel de detalle, pero cuando se utiliza una boquilla pequeña para conseguirlo, todo el proceso se ralentiza. Esto se convierte en un verdadero obstáculo para las piezas con grandes características internas y tamaños de características muy variables”. En cuanto a los métodos formativos, si bien la velocidad está ahí, la complejidad geométrica no lo está necesariamente. Aprovechar las ventajas de ambos procesos es, por tanto, el objetivo del equipo de investigación.

¿Cómo funciona la tecnología HyFAM?

Los investigadores, dirigidos por el profesor Jochen Mueller, han desarrollado un sistema de extrusión con dos depósitos. El primero se utiliza para depositar el material deseado capa a capa, como una impresora 3D FDM. El segundo se utiliza para rellenar el modelo creado con otro material. Esta etapa de relleno puede utilizarse en una, varias o todas las capas.

Se realizaron varias pruebas con distintos materiales. Los investigadores explican que pueden imprimir cerámica, silicona, arcilla y también metales. El método HyFAM también es multimaterial y los investigadores pueden controlar con precisión las propiedades reológicas. Por último, la investigación puede resumirse en una frase: consiste en imprimir en 3D los detalles y completar la pieza inyectando material. El resultado es un proceso entre 10 y 20 veces más rápido, según el equipo, y al mismo tiempo más preciso, ya que se eliminan todos los huecos internos inherentes a la superposición de capas.

El profesor Jochen Mueller añadió: “HyFAM es menos ventajoso para objetos muy complejos y uniformes, pero sus puntos fuertes en cuanto a velocidad, flexibilidad de materiales y complejidad de diseño lo convierten en una solución prometedora para una amplia variedad de industrias, desde la construcción hasta la robótica blanda”. El proceso sería interesante para aplicaciones en las que se requiera una personalización masiva, pero también para diseñar piezas que tengan zonas detalladas y otras que no. De lo que no cabe duda es de que este método es muy prometedor. Para más información, haz clic aquí.

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*Créditos de todas las fotos: John Hopkins Whiting School of Engineering