¿Cómo diseñar para la fabricación aditiva?

Es necesario conocer que una pieza cualquiera de trabajo no puede ser diseñada de la misma forma que la que se imprimirá en 3D. Los procesos de fabricación están asociados a una técnica de diseño. Eso indica que, en la fabricación aditiva, existen reglas y también herramientas de diseño específicas que darán pie a la creación un diseño optimizado, listo para imprimirse en 3D. Dichos métodos por lo general se agrupan bajo el término «Diseñar para la fabricación aditiva» (DfAM de sus siglas en inglés).

Estos son métodos elaborados para la optimización del rendimiento funcional de las piezas, igual que su costo, su confiabilidad, etc. En la actualidad se usan varias técnicas, como el diseño generativo, como la optimización topológica o como la creación de estructuras reticulares o lattice. ¿Cómo puedes hacer la elección del método de diseño correcto y al mismo tiempo optimizar el proceso de diseño de la pieza impresa en 3D? ¡Aquí te presentamos los mejores consejos!

Para conocer sobre DfAM, tuvimos contacto con personas conocedoras sobre esta actividad a quienes les hicimos algunas preguntas.Te presentamos a:

-Ravi Kunju quien es vicepresidente sénior de Estrategia y Desarrollo de Negocios de Altair.

-Elvira León quien es CEO de ADDvance y embajadora de Women in 3D Printing, en España.

-Daniel Pyzak, es Director del Centro Mundial de Modelado y Simulación de Sistemas Mecánicos CATIA de WorldWide en Dassault Systèmes.

Ravi Kunju…Elvira León…Daniel Pyzak

La tecnología de fabricación detrás del diseño

Empezando, es necesario aclarar que las técnicas del diseño a elegir van a depender de la tecnología usada. Ravi Kunju es muy claro al expresar: «Es el proceso que dicta cómo se prepara una pieza y cómo se termina». Por tanto, si posees una máquina FDM no pensarás tu pieza de igual forma que si tuvieras una impresora 3D de metal o de la sinterización de polvo. Si tienes clara la tecnología a utilizar podrás evitar muchos errores. Lo que te permitirá un estado óptimo de la superficie y de la pieza. Te permitirá la maximización de las propiedades mecánicas. Te facilitará la limpieza. Se ahorra tiempo, dinero y material en la fabricación. 

Daniel Pyzak, de Dassault añade: «Hay muchas reglas que deben seguirse durante la fase de diseño para obtener un diseño correcto para la impresión 3D. Estas reglas dependen mucho de la máquina ,tamaño, tipo de tecnología, hardware».

Ejemplos…

Vamos a tomar como ejemplo la impresión 3D de metal. Más específicamente los procesos de fusión láser y con recubrimiento de polvo. Aplica varios métodos de DfAM, ya que los objetivos finales son muy diversos, reducir el peso de la pieza o el número de componentes. Elevar sus propiedades mecánicas.

 Ravi Kunju señala: «Por ejemplo, en un proceso de fusión selectiva con láser para imprimir metal, se requiere una estructura de soporte para fabricar superficies de menos de 45 grados. De lo contrario, la calidad de la superficie puede ser muy mala. Las estructuras de soporte son caras de imprimir y eliminar porque deben sustraerse de la parte final. El mejor enfoque es crear diseños con un mínimo de estructuras de soporte. Se debe agregar una restricción para garantizar que la estructura generada tenga superficies muy por encima del ángulo de 45 grados con respecto a la horizontal».

Por tanto, llevar al mínimo el número de soportes es paso importante al hacer los  diseños para la fabricación aditiva, Es un factor que se puede aplicar en otras tecnologías.

Los materiales…

Además del conocimiento al elegir la técnica de DfAM, que depende de la tecnología que se vaya a emplear, es también importante en esta fase, tener presentes los materiales que usaremos para la fabricación y también ponerlos a prueba para conocer resistencia, su alcance térmico. Elvira León agrega al respecto, «Es fundamental integrar la simulación del proceso de fabricación en la fase de diseño para predecir estos efectos y adaptar el diseño del conjunto “pieza + soportes” para garantizar que se comporten como se espera y disminuir el riesgo de aparición de defectología en la pieza final. La simulación sirve también para establecer los parámetros del proceso que proporcionen una óptima solución de compromiso en calidad y productividad».

Durante la fase del diseño es importante simular las capacidades de nuestros materiales

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