En el mundo de la manufactura, la impresión 3D ha revolucionado el panorama de la fabricación, introduciendo nuevos métodos y tecnologías. Dos de los enfoques más destacados en este ámbito son la fabricación sustractiva y la fabricación aditiva. Cada uno de estos métodos presenta características únicas que los hacen adecuados para distintas aplicaciones y necesidades.
Desde Ingenia SM, como especialistas en fabricación de piezas mediante estos procesos revolucionarios, vamos a explicar en qué se diferencian.
Fabricación sustractiva
La fabricación sustractiva es un método de manufactura que implica la eliminación de material de un bloque sólido para crear la pieza deseada. Este enfoque se utiliza comúnmente en industrias como la metalurgia, la carpintería y la fabricación de plásticos. Emplea herramientas y máquinas para cortar, perforar, fresar y lijar el material base, reduciéndolo gradualmente hasta obtener la forma final.
Este método es ideal para producir piezas con alta precisión y acabados superficiales de alta calidad. Es muy eficaz trabajando con materiales duros y densos, ya que permite un control preciso de las dimensiones y características de la pieza terminada. Ha sido una técnica fundamental en la manufactura tradicional durante décadas y sigue siendo la opción preferida para muchas aplicaciones industriales.
Procesos de la fabricación sustractiva
Este proceso sustractivo se realiza mediante procesos meticulosos para transformar un bloque sólido de material en la pieza deseada.
Los pasos de la fabricación sustractiva son:
- Preparación del material: se selecciona el material base adecuado según las especificaciones del diseño. El bloque sólido se coloca en la máquina que realiza el proceso.
- Programación de la máquina: se utiliza un software de diseño asistido por computadora (CAD) para crear un modelo tridimensional de la pieza. Este modelo se traduce en instrucciones específicas para la máquina, determinando los movimientos y herramientas necesarios para dar forma al material.
- Corte inicial: la máquina realiza un corte inicial en el bloque de material, eliminando el exceso de material y creando una forma aproximada de la pieza.
- Fresado y conformado: se utilizan herramientas de fresado y conformado para dar forma a la pieza, eliminando material de zonas específicas según el diseño. Este proceso se repite varias veces hasta obtener la forma final deseada.
- Acabado y refinamiento: se utilizan técnicas de acabado, como el lijado y el pulido, para mejorar la precisión y la calidad superficial de la pieza. Esto asegura que cumpla con los estándares de tolerancia y acabado requeridos.
- Inspección de calidad: finalmente, la pieza fabricada se somete a una inspección de calidad para comprobar su precisión dimensional y su integridad estructural. Cualquier defecto o imperfección se corrige antes de que la pieza se considere terminada.
Fabricación aditiva
En contraste con la técnica anterior, la fabricación aditiva es un proceso innovador que implica la construcción de objetos tridimensionales mediante la adición de capas sucesivas de material. Este enfoque revolucionario permite crear piezas complejas y personalizadas con gran precisión y eficiencia.
A diferencia de la sustractiva, en la fabricación aditiva las piezas se construyen capa por capa, lo que ofrece una mayor libertad de diseño y la capacidad de producir geometrías que de otro modo serían difíciles o imposibles de fabricar. Este método ha encontrado aplicaciones en una amplia gama de industrias, incluyendo la aeroespacial, la automotriz, la médica y la de consumo.
Procesos de la fabricación aditiva
La fabricación mediante adición de material comprende una serie de etapas clave para la creación de objetos tridimensionales.
Los pasos para realizar la fabricación aditiva son:
- Diseño del modelo: se comienza con la creación de un modelo digital tridimensional (3D) de la pieza que se desea fabricar. Este diseño sirve como la base para el proceso de fabricación.
- Preparación del archivo CAD: el modelo digital se prepara mediante software especializado, que divide la pieza en capas individuales y genera instrucciones para la impresora 3D.
- Configuración de la máquina: se ajustan los parámetros de la impresora, como la temperatura y la velocidad de deposición del material, según las especificaciones del diseño.
- Fabricación de capas: la máquina comienza a construir la pieza capa por capa, depositando material de forma controlada y precisa sobre una plataforma base. Cada capa se fusiona con la anterior, creando una estructura sólida.
- Post-procesamiento: dependiendo del material y el proceso específico utilizado, la pieza puede requerir post-procesamiento adicional, como pulido, lijado o tratamiento térmico, para mejorar sus propiedades físicas y estéticas.
Este método ha revolucionado los procesos de fabricación gracias a la calidad de los resultados y la innovación que supone a la hora de fabricar objetos tridimensionales.
¿Cuándo utilizar cada una?
Hacer la elección entre estos dos métodos de fabricación depende de varios factores, como las características del diseño, el material utilizado, el tiempo de producción y el coste.
Veamos cuándo es mejor utilizar cada una de ellas:
Para la fabricación sustractiva:
- Creación de piezas con geometrías simples y formas básicas, como placas base de ordenadores o engranajes mecánicos.
- Trabajo con materiales densos y resistentes, como bloques de aluminio para componentes de automóviles o acero inoxidable para herramientas industriales.
- Necesidad de altos niveles de precisión y acabado superficial, como moldes para inyección de plástico o partes de máquinas CNC.
- Producción de piezas a gran escala y en volúmenes elevados, como paneles de revestimiento para edificios o piezas de mobiliario industrial.
- Proyectos donde la eliminación de material es más eficiente que la adición de capas, como la talla de esculturas o la producción de modelos de moldes de yeso.
Para la fabricación aditiva:
- Fabricación de piezas con geometrías complejas y diseños intrincados, como estructuras reticulares para modelos arquitectónicos o carcasas de dispositivos médicos personalizados.
- Utilización de materiales específicos que son más adecuados para la deposición en capas, como polímeros termoplásticos para juguetes impresos en 3D o resinas fotosensibles para prototipos de joyería.
- Prototipado rápido y producción de lotes pequeños o personalizados, como modelos de calzado deportivo personalizado o carcasas de teléfonos móviles con diseños exclusivos.
- Fabricación de piezas con estructuras internas complejas o características únicas que son difíciles de lograr con métodos tradicionales, como implantes médicos personalizados o modelos anatómicos para la educación médica.
- Reducción de desperdicio de material y tiempo de producción en comparación con la fabricación sustractiva, como la creación de herramientas y accesorios de cocina mediante impresión 3D o la fabricación de piezas de repuesto para maquinaria industrial.