La impresión 3D aporta ventajas de ahorro de tiempo y costos en comparación con la fabricación convencional. En comparación directa con la producción convencional, la impresión 3D ilustra un claro beneficio de costos.
Cuando la producción en la fabricación convencional ronda los 3.600 euros, la producción con la impresión 3D puede reducirse a 900 euros.
La impresión 3D no sólo ayuda a ahorrar costes, como se ha ilustrado, sino que también ayuda a acortar drásticamente el proceso de producción de moldes y núcleos (también llamados noyos, machos, núcleos, almas, según el país). Se pueden eliminar pasos enteros, incluidos los costosos valores de uso de las herramientas, entre otras cosas, ya que sólo se necesita un conjunto de datos CAD para producir moldes de arena y núcleos.
A diferencia de los métodos de producción convencionales, la complejidad de los moldes y núcleos en la impresión 3D casi no tiene límites. Al fin y al cabo, el esfuerzo que supone la impresión 3D no depende de la complejidad de los componentes.
Estos factores son especialmente evidentes en el caso concreto de la fabricación de un núcleo de arena para una turbina. Con los métodos convencionales, los segmentos individuales del núcleo de las palas de la turbina deben ensamblarse laboriosamente en un núcleo. Sin embargo, con la impresión 3D, todo el núcleo de la turbina se produce como una sola pieza. Esto acorta considerablemente todo el proceso de producción, ya que se elimina el paso de ensamblaje. Esto significa que se puede reducir hasta un 75% de los costes en lotes más pequeños.
Los plazos de entrega cortos y un alto grado de flexibilidad desempeñan un papel crucial para satisfacer una amplia gama de requisitos. Pero, ¿cómo podemos vincular estos dos factores de forma razonable y, sobre todo, económica?
La producción de moldes y núcleos de arena con el proceso de impresión 3D Binder Jetting de voxeljet sólo lleva unos días. Esto ahorra varias semanas de tiempo, en comparación con los métodos de producción convencionales. También aumenta la flexibilidad en muchos aspectos. En primer lugar, no hay que preocuparse por los undercuts o los ángulos de inclinación.
Además, los dispositivos de fundición necesarios, como el sistema deadhead, pueden incorporarse directamente a la caja de moldeo e imprimirse. También se pueden realizar cambios en el componente de forma rápida y sencilla. El objetivo es reducir significativamente la cantidad de tiempo y dinero que supone la producción del molde y el núcleo, y aplicar fácilmente geometrías complejas. La impresión 3D y la fabricación convencional también pueden combinarse a voluntad.
Impresión 3D de arena con voxeljet
Los moldes y núcleos de arena de impresión 3D de cualquier complejidad se producen en un proceso de estratificación. Un recubridor distribuye el material en partículas en una capa muy fina sobre todo el espacio de construcción. A continuación, un cabezal de impresión aplica selectivamente el aglutinante en las zonas en las que se producirá posteriormente el componente. Estos dos pasos se repiten hasta que se ha fabricado todo el componente. A continuación, se retira el material suelto del componente, que se procesa posteriormente.
Del núcleo impreso a la pieza de fundición acabada
Ennegrecimiento: Al igual que en el caso de la fundición en arena clásica, el núcleo impreso también recibe un lavado negro en la fundición para que pueda soportar las elevadas cargas térmicas.
Montaje del núcleo: El núcleo de arena impreso en 3D se introduce posteriormente en un molde fabricado de forma convencional. En general, los métodos de producción convencionales y la impresión 3D pueden combinarse a voluntad.
Fundición: Ahora se funde la turbina. Todas las aleaciones habituales pueden fundirse con los moldes y/o núcleos impresos en 3D. Se pueden utilizar diferentes granulaciones de arena para influir en la calidad de la superficie.
Extracción del núcleo: Al igual que con los métodos de producción convencionales, la impresión en 3D de moldes de arena y núcleos es un método de fundición de molde perdido.
Post-procesamiento: El componente es post-procesado después de ser retirado del molde. La cantidad de trabajo de post-procesamiento necesario se reduce con el proceso de impresión 3D, ya que las piezas fundidas son más precisas. Esto se debe a que incluso las geometrías complejas con depresiones pueden imprimirse como una sola pieza.
Ventajas de la impresión 3D en un vistazo
- Ahorro de tiempo y costes gracias a los cortos tiempos de producción y a la fabricación sin herramientas.
- Gran flexibilidad en cuanto al número de piezas y al diseño del molde.
- Diseño híbrido mediante la combinación con procesos convencionales.
- Sin costes de almacenamiento y mantenimiento de los moldes y núcleos de arena convencionales.
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