Archivos para agosto 2021

La tecnología aditiva ha revolucionado por completo los procesos productivos de sectores como el automovilístico, el aeroespacial o el electrónico. Asimismo, la fabricación aditiva se ha introducido en campos tan diversos como la joyería, la restauración de patrimonio o en el sector alimenticio. Pero, sin duda, uno de los sectores que más se ha beneficiado de ella ha sido el dental.

Gracias a las aplicaciones aditivas se han reducido los costes y mejorado los tiempos de los tratamientos dentales. La gran variedad de técnicas de fabricación y de materiales, resinas, plásticos, metales, etc., ofrece una gran abanico de posibilidades en el sector dental. Además, la tecnología 3D se adapta de manera precisa a las necesidades propias de cada paciente.

Ventajas de la fabricación aditiva en el sector dental

Dentro del sector odontológico, encontramos dos actores principales: las consultas dentistas y los laboratorios encargados de fabricar prótesis dentales. Hasta el momento, ambos sectores han trabajado de la mano para la producción de alineadores, prótesis, coronas, etc.

Para fabricar una prótesis, el paciente debía acudir a una consulta para poder enviar la dentadura al laboratorio. Una vez en el laboratorio, se fabricaría modelo para el paciente. Posteriormente, este se enviaría de vuelta el modelo y el paciente tendría que acudir a otra cita para probar la prótesis. Se trataba de un proceso costos, largo y que generaba molestias al paciente. Pero gracias a la fabricación aditiva, los procesos de producción de dispositivos odontológicos han cambiado por completo.

De esta manera, la tecnología aditiva ofrece una serie de ventajas respecto a técnicas de fabricación tradicionales:

• Capacidad para producir modelos en las propias consultas: la facilidad y la sencillez de las técnicas de fabricación aditiva permiten fabricar modelos sin necesidad de externalizar el proceso a laboratorios.

• Reducción de los costes y tiempos de producción: la fabricación aditiva es más rápida y económica que las técnicas de fabricación tradicionales (no necesita moldes, se emplea únicamente el material necesario, impresiones únicas validas para varios pacientes). Además, se puede prescindir de la externalización de los procesos de producción de dispositivos.

• Gran precisión y adaptabilidad: la tecnología 3D permite adaptar las soluciones de cada paciente con mayor precisión que otras técnicas tradicionales.

• Mejora de la experiencia del usuario: muchos pacientes han constatado que el hecho de que las prótesis, coronas o alineadores se produzcan en la propia consulta dental les da una mayor seguridad. Además, de la reducción de los tiempos y los costes, lo que permite reducir el número de consultas y ofrecer unos precios más competitivos.

• Tecnología sostenible con el medio ambiente: los procesos de fabricación tradicionales se basan en la retirada de partes sobrantes para la obtención del objeto final o la obtención de molde, pero con las impresoras 3D todo ha cambiado. En cambio, ahora solamente se emplea el material estrictamente necesario para fabricar los modelos.

Sin duda, emplear la tecnología aditiva no solo permite aumentar los ingresos de las consultas dentales, también mejora la calidad del servicio ofrecido.

Tecnología empleada

Dentro del sector de la fabricación aditiva, existen una gran variedad de técnicas y materiales óptimas dentro del sector dental. Uno de los que más destaca es el sinterizado de materiales metálicos. Esta técnica se emplea para la fabricación de prótesis e implantes dentales, ya que permite su fabricación de manera rápida y eficiente.

Asu vez, otra de las técnicas más empeladas en el sector dental es la estereolitografía. Gracias a su compatibilidad con materiales biocompatibles, esta técnica permite realizar dispositivos odontológicos de todo tipo que se adapten de manera precisa a cada paciente.

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Binder Jetting, también conocida como inyección aglutinante, es una técnica de fabricación aditiva que sirve para fabricar modelos tridimensionales cerámicos, metálicos o plásticos. Se trata de una tecnología basada en la fusión de polvo, similar a otras tecnológicas como el sinterizado selectivo por láser o SLS.

Esta técnica de fabricación surge en 1993 en el MIT, concretamente la tecnología especializada en materiales cerámicos. Posteriormente, en 1996, la empresa estadounidense ExOne desarrollaría la inyección por aglutinante de metal.

¿Cómo funciona el proceso de Binder Jetting o de inyección aglutinante?

Proceso de fabricación

Como en la mayoría de los procesos de fabricación aditiva, el modelo se fabrica mediante la construcción de secciones transversales delgadas. En este caso, un cabezal de inyección de tinta se mueve a través de un lecho de polvo depositando selectivamente el material aglutínate. Este lecho de polvo puede ser cerámico, metálico o plástico.

Para la fabricación de los modelos, se empela un rodillo que coloca el polvo de manera uniforme en la placa de construcción. Posteriormente, en un proceso muy similar al de las impresoras 2D, el cabezal aplica un pequeña gota de agente aglutinante que hace que unifique el material. Este proceso se repetirá constantemente hasta tener formado el modelo tridimensional final.

Además, esta técnica permite la creación de modelos a todo color. Para ello, el color se añadirá junto al agente aglutinante durante la fabricación.

Postprocesado

Una vez finalizado el proceso, el material sobrante es eliminado. Esto se realiza de manera automática o manual, y parte del excedente puede ser reutilizado para futuras impresiones.

Tras obtener el modelo tridimensional, todas las piezas deben curarse para aumentar su resistencia. Dependiendo del material empleado (cerámico, metálico o plástico) se requieren otros procesos adicionales. En el caso de los materiales metálicos, se deben someter a una infiltración, generalmente de bronce. En el caso de los modelos cerámicos a color, se debe recubrir el modelo final con un acrílico para mejorar su resistencia y dar más viveza a los colores.

Aplicaciones del Binder Jetting

Esta técnica de fabricación aditiva, permite producir modelos con gran rapidez y con un coste reducido respecto a otras técnicas de fabricación como el Material Jetting, aunque las piezas son más porosas y pueden tener una menor resistencia mecánica. Estas son algunas de las aplicaciones del Binder Jetting:

• Producción en lote de modelos: el gran volumen de la mayoría de las máquinas de Binder Jetting permite la fabricación de modelos tridimensionales en lotes.

• Recreaciones patrimoniales: una de las grandes ventajas de la tecnología de Binder Jetting es su capacidad para producir piezas a color. Por lo tanto, es una tecnología ideal para emplear en la fabricación y recreación de objetos históricos y patrimoniales en tamaño real o a escala.

• Maquetas arquitectónicas: la rapidez y facilidad que ofrece el Binder Jetting respecto a otras técnicas tradicionales para la fabricación de maquetas arquitectónicas, lo ha convertido en una tecnología puntera dentro de este sector.

• Fabricación de piezas metálicas para aeronáutica o automoción: el Binder Jetting permite fabricar piezas metálicas para aeronaves, automóviles o para otros sectores como el ferroviario o la industria química.

Materiales empleados

Como ya hemos explicado con anterioridad, existen diferentes tipos de materiales que se pueden emplear en la fabricación mediante Binder Jetting. En cuanto a la impresión metálica, se emplean aleaciones de acero inoxidable, titanio o cobre. También se pueden emplear algunos polímeros termoplásticos y poliamidas. No obstante, los materiales cerámicos son los más empleados ya que se pueden emplear todos los materiales de este campo.

En Laboratorios 3D contamos con la impresora PartPro350 xBC de XYZprinting. Gracias a ella, podemos fabricar modelos tridimensionales empleando la técnica de inyección por aglutinante. En este vídeo podéis observar como funciona una impresora Binder Jetting.

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La fabricación aditiva es un proceso de producción para fabricar objetos tridimensionales solidos a partir de un modelo digital. El material se deposita capa por capa de manera controlada hasta formar el objeto final. A este proceso, le conocemos como impresión 3D y se ha convertido en uno de los pilares de la industria 4.0.

El origen de la tecnología aditiva

La tecnología de fabricación aditiva surge en los años 80 cuando el Dr. Hideo Kodama, del Instituto Municipal de Investigaciones Industriales de Nagoya, inventa un proceso de prototipado rápido. Gracias a un plástico fotoendurecible y controlando la exposición a rayos UV, se podían fabricar modelos tridimensionales.

En 1984, un grupo de investigadores franceses patentó su proceso de estereolitografía, aunque posteriormente sería abandonado por su compañía por «falta de perspectiva empresarial». Ese mismo año, Chuck Hull de 3D Systems desarrollo su propio sistema de fabricación basado en la estereolitografía, en el que se añaden capas mediante curado de fotopolímeros con láseres de rayos UV.

Posteriormente, se desarrollaron otras técnicas de fabricación aditiva como la fabricación mediante deposición fundida (FDM), la más utilizada del sector, especialmente por aficionados. Esta tecnología se asemeja bastante al la impresión de chorro de tinta, por lo que comenzó a denominarse mediante el término «impresión 3D».

Beneficios de la fabricación aditiva

La tecnología aditiva se ha convertido en una de las tecnologías más demandas en una gran variedad de sectores. Su irrupción a finales de los años 90 y los grandes beneficios que ofrece respecto a otras técnicas de fabricación tradicionales, la han convertido en uno de los pilares de la cuarta revolución industrial. Estos son algunos de los beneficios de la fabricación aditiva:

• Reducción de los tiempos y costes de producción: gracias a la tecnología aditiva permite reducir hasta un 90% los tiempos de fabricación. Esto permite mejorar el ritmo de producción y reducir el coste final de los modelos. Además, los materiales empleados en fabricación aditiva son más económicos.

• Revolución logística: gracias a esta tecnología, podemos disponer de un stock virtual y fabricar los modelos únicamente cuando sean necesario. De esta manera, se reduce considerablemente los costes logísticos y de almacenaje.

• Libertad de diseño y versatilidad: las peculiaridades de la fabricación aditiva permiten crear modelos con geometrías complejas. Asimismo, permite una gran versatilidad en formas y materiales, lo que la hace ideal para la producción de prototipos y modelos con complejidad geométrica.

• Tecnología sostenible con el medio ambiente: la tecnología aditiva permite reducir los costes energéticos y de transporte, la materia prima ocupa mucho menos espacio, en los procesos de producción. Por otra parte, el PLA, uno de los materiales más empleados, se fabrica a partir de materiales ecológicos y renovables como maíz, algodón, caña de azúcar o raíces de tapioca.

Procesos de fabricación aditiva

La fabricación aditiva engloba diferentes procesos para la producción de objetos tridimensionales. Dependiendo de las necesidades de cada modelo, se empleará una u otra tecnología:

• Estereolitografía (SLA): está técnica emplea resina que cura al recibir luz ultravioleta, esta resina se introduce en un tanque y un láser proyecta la luz sirve para construir los modelos tridimensionales. De esta manera, los objetos se forman mediante adhesión sucesiva de varias capas una encima de otra.

• Sinterizado selectivo por láser (SLS): mediante un láser de alta potencia se consigue sinterizar una capa de polvo, de escasas décimas de milímetro, en los puntos seleccionados. De esta manera, las partículas se fusionan y se solidifican y se forma el modelo tridimensional.

• Modelado por deposición fundida (FDM): se trata de una técnica donde el filamento fundido se va depositando capa por capa hasta formar un objeto tridimensional. Es la técnica de fabricación aditiva más extendida en el mercado, especialmente entre el público aficionado.

• Binder Jetting: este proceso emplea un agente aglutinante líquido que se deposita sobre el material para conformar un modelo tridimensional.

Aplicaciones de la tecnología aditiva

Las aplicaciones de la tecnología aditiva son innumerables, por ello esto es solo una muestra de algunas de las más destacadas:

• Prototipado rápido: gracias a la versatilidad que ofrece la fabricación aditiva y la reducción en los tiempos y costes de producción, se ha convertido en una de las tecnologías más empleadas para la producción de prototipos.

• Producción de modelos en aeronáutica: el sector aeronáutico ha sido uno de los que más se ha beneficiado de las ventajas que ofrece la fabricación aditiva. Gracias a su capacidad para producir modelos complejos en series cortas y a bajo coste, esta tecnología es ideal para fabricar modelos para aeronaves.

• Fabricación de joyería: la tecnología aditiva permite fabricar modelos de joyas complejos y personalizados con un bajo coste.

• Prótesis ortopédicas: la capacidad de adaptarse al paciente y la reducción considerable de los costes y tiempos de fabricación, hace de la tecnología aditiva un gran aliado para la fabricación de prótesis.

• Restauración de patrimonio: aunque la tecnología aditiva está muy ligada al sector industrial, también permite la reconstrucción de objetos históricos y culturales ayudando a su conservación.

Estas no son las únicas aplicaciones que tiene la fabricación aditiva, ya que es una tecnología tan versátil que permite usarse en sectores tan diversos como el automovilístico, el alimenticio o el arquitectónico, entre mucho otros.

Laboratorios 3D, pioneros en fabricación aditiva

Desde Laboratorios 3D contamos con más de 10 años en el sector de la fabricación aditiva. Durante estos años hemos trabajado para gran variedad de sectores y clientes a los que hemos ayudado a dar el paso hacía la cuarta revolución industrial.

Grandes empresas confían en los servicios de consultoría, fabricación y formación de Laboratorios 3D para llevar a cabo su proceso productivo.

Además, hemos desarrollado algunos de los productos más punteros del sector distribuidos en más de 50 países del todo el mundo. Desde nuestro producto adhesivo, 3DLAC, que permite una adhesión perfecta en el ; hasta nuestra línea de filamentos profesionales 3DLAC Filaments PLA+, que permite unas mejores propiedades mecánicas, pero manteniendo la facilidad de impresión de un filamento PLA.

Si estás dispuesto a dar el salto hacía la industria 4.0 y beneficiarte de las ventajas de la fabricación aditiva, no dudes en contactar con nosotros.

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El acrilonitrilo butadieno estireno o ABS es un material plástico muy utilizado en la industria, debido a su capacidad para soportar bajas temperaturas, su gran resistencia al impacto y su peso liviano. El ABS se utiliza por el sector automovilístico, para la fabricación de electrodomésticos o aparatos electrónicos o en la industria juguetera, como por ejemplo en las famosas piezas de LEGO®.

En fabricación aditiva el ABS es uno de los filamentos más empleados para la producción de modelos. Un material que ofrece una amplia variedad de posibilidades para la fabricación de productos resistentes y duraderos.

Propiedades del ABS

Las propiedades del ABS lo han convertido en uno de los materiales más empleados en fabricación aditiva. Este material destaca principalmente por:

• Alto nivel de resistencia a la tensión.
• Gran rigidez.
• Resistencia al calor.
• Resistencia a materiales químicos.
• Retardante de la llama.

A pesar de sus buenas propiedades mecánicas, la impresión del filamento ABS no es tan sencilla como la de otros filamentos como, por ejemplo, el PLA. Uno de los inconvenientes es la emisión de gases durante el proceso de impresión. Por ello, es muy importante que la zona en la que se trabaje con este material este bien ventilada.

Por otra parte, es muy importante mantener una temperatura constante durante el proceso de fabricación, ya que tanto una temperatura elevada como una temperatura demasiado baja puede ocasionar fallos. Además, es esencial que el material se mantenga seco. Almacenar y preservar el filamento ABS correctamente es muy importante para minimizar los problemas que se puedan ocasionar al fabricar modelos tridimensionales.

No obstante, el filamento ABS puede imprimirse con HIPS, un material de soporte que se disuelve fácilmente en limoneno. Asimismo, se requiere de poco procesamiento posterior, por lo que se reducirá el tiempo de producción de modelos complejos.

Aplicaciones del ABS en la fabricación aditiva

Gracias a sus propiedades mecánicas, el filamento ABS tiene una gran variedad de aplicaciones en diferentes sectores.

• Electrónica: el ABS es un material muy utilizado en electrónica dado su gran resistencia y su escaso peso es ideal para la fabricación de aparatos electrónicos.
• Herramientas: la resistencia mecánica y las propiedades del ABS permite crear herramientas.
• Prototipos funcionales: una de las aplicaciones más comunes del filamento ABS es su uso en prototipos funcionales. Gracias a la facilidad que ofrece la fabricación aditiva para crear modelos complejos

Tecnología de fabricación aditiva empleada

Debido a las peculiaridades del filamento ABS es muy importante contar con una buena impresora con la que producir los modelos finales. Desde Laboratorios 3D confiamos en la impresora PartPro 300 xT de XYZprinting permite producir piezas de manera segura, eficaz y minimizando los errores.

Esta impresora permite mantener la temperatura de impresión constante durante todo el proceso, su cama calefactada hace que la temperatura se mantenga entre 80 y 110 grados. De esta manera, se fija de manera correcta la primera capa para que el resulta final sea exitoso. Para evitar errores y mejorar la eficacia recomendamos utilizar productos adhesivos especializados para fabricación aditiva como 3DLAC.

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