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Laboratorios 3D empresa zamorana dedicada a ofrecer soluciones integrales de fabricación aditiva para la industria y en su afán por actualizarse y de abastecerse de la más alta tecnología de Sinterizado Selectivo por Láser (SLS), ha traído a España la nueva impresora MfgPro236 xS de la mano de la marca taiwanesa XYZ Printing.

Esta impresora de tecnología de SLS fue presentada en el último FormNext a finales del 2021 y esta catalogada como la más potente y completa del mercado.
Respecto a sus características técnicas podemos mencionar que ofrece un gran volumen de fabricación (230x230x250 mm) y además esta provista de varios sistemas de control que le aportan un mayor rendimiento.

Sin embargo, la principal ventaja competitiva se encuentra dentro de la cámara de alta temperatura. Esta cámara por su resistencia, permite imprimir con una amplia gama de materiales de altísima calidad y con grandes propiedades térmicas y mecánicas como: PA6, PA6MF, PA6FR, PA12, PA11, PA11CF, PP, TPU y PA6X028. En esta misma cámara se encuentra un láser ultra potente que permite lograr espesores de capa de entre 0.06mm y 0.12 mm, lo cual se traduce en piezas finales con la mas alta calidad en sus propiedades y acabados.

Con esta nueva adquisición, Laboratorios 3D suma otra unidad de fabricación SLS a su línea de producción con la finalidad de seguir brindando a sus clientes soluciones a medida de sus necesidades, además, busca seguir abriéndose paso en este mercado para hacer llegar esta innovación a cada vez mas usuarios.

Tras el éxito de la poliamida 11 reforzada con fibra de carbono, un material que mantiene una alta ductilidad y un buen rendimiento de impacto, añade a su portfolio de materiales de alto rendimiento el polipropileno, material muy versátil para la industria, duro y resistente al desgaste y poliamidas reforzadas con alta resistencia mecánica, térmica y química.

Durante 2021, Laboratorios 3D, se convierte en uno de las mayores fabricantes de piezas de PA11 Con Fibra de Carbono en colaboración con BASF, con mas de 10.000 unidades fabricadas.

Laboratorios 3D cuenta con mas de 9 años de experiencia en la fabricación aditiva y lleva dos años en especializándose en soluciones profesionales como SLS y SLA. Actualmente ya se encuentra ofreciendo piezas con estas tecnologías para la industria tecnológica y automotriz.

“Laboratorios 3D une fuerzas con Dynamical 3D para continuar brindando soluciones aditivas de alto nivel para la industria. Dynamical 3D cuenta con una gran experiencia en el sector de la fabricación aditiva, además es uno de los fabricantes más importantes a nivel nacional e internacional, por lo que este nuevo acuerdo, va a ser muy beneficiosa para ambas partes.

Sus impresoras basadas en tecnología de modelado por deposición fundida o FDM, están pensadas para responder a las necesidades de la industria, ofreciendo un alto nivel de rendimiento y acabados con excelentes niveles de detalle. Asimismo, cuentan con su propia línea de materiales diseñados específicamente para el uso en sus plataformas.

Dynamical 3D es el primer Production Partner en España de Carbon^®. Lo que le permite producir en el territorio nacional modelos finales con la tecnología americana. Gracias a su tecnología patentada Digital Light Synthesis^TM (DLS^TM), Carbon^® es capaz de entregar modelos de uso final con materiales industriales y con un acabado superficial óptimo. El proceso Carbon DLS™, produce piezas con propiedades mecánicas isotrópicas, sólidas en el interior como las piezas moldeadas por inyección y que se comportan de manera uniforme en todas las direcciones. 

Este acuerdo va a permitir a Laboratorios 3D prestar servicios de fabricación empleando la tecnología DLS ^TM de Carbon^®. Sumando así a nuestros servicios de fabricación en SLS y SLA. También contaremos con las máquinas de fusión de filamento de Dynamical 3D, lo que nos permitirá ofrecer soluciones aditivas de gran formato con materiales técnicos de alta exigencia.»

– José Ángel Castaño, CEO de Laboratorios 3D

Dentro del mundo de la fabricación aditiva se emplean gran diversidad de materiales desde termoplásticos, hasta materiales metálicos o cerámicos. Aunque el polipropileno (PP) es uno de los materiales más empleados en el sector industrial, dentro del campo de la fabricación aditiva su uso no está tan extendido debido a su alta exigencia a la hora de imprimir modelos tridimensionales.

Características y aplicaciones del polipropileno (PP)

El polipropileno (PP) se obtiene mediante la polimerización del propileno. Se trata de un material semicristalino perteneciente al grupo de las poliolefinas. Gracias a sus propiedades, se ha convertido en uno de los materiales plásticos que más aumentado su uso en los últimos años.

Entre sus principales ventajas, destaca su gran ligereza, gran resistencia al stress cracking y su reducido coste. Además, gracias a su baja fricción, el PP tiene una superficie suave y resbaladiza. Todo ello sumado a su buena resistencia a los productos químicos y su propiedades hidrófobas es un material ideal para la fabricación de envases para productos alimenticios o de limpieza. Otra de las características, de este material es su gran resistencia a la fatiga por lo que es ideal para la fabricación de bisagras.

Por último, su buena resistencia al impacto y su gran resistencia al aislamiento eléctrico, hace que este material se encuentre en embalajes, automóviles, electrodoméstico o para la fabricación de equipos eléctricos.

El polipropileno en la fabricación aditiva

Recientemente, ha comenzado a emplearse el polipropileno en fabricación aditiva. Su uso es esencialmente como filamento para impresoras FDM. No obstante, las particularidades de este material exigen que la impresión se realice bajo condiciones muy exigentes. Por ello, este material se emplea en menor medida que otros como el PLA, PETG o ABS.

El polipropileno tiene puntos de fusión muy precisos, por lo que se debe controlar la temperatura durante todo el proceso de impresión. Por ello, es imprescindible que el PP se imprime en una máquina que cuente con una cámara calefactada que mantenga de manera constante la temperatura. Además, se trata de material que no se adhiere a cualquier tipo de superficie por lo que es necesario emplear láminas de adhesión especiales para evitar la deformación.

Aunque el polipropileno es un material exigente, una vez que mantienes una temperatura constante y controlas la adherencia, se puede utilizar para infinidad de aplicaciones. Es por ello, que cada día son mayores los usos que se le da a este material en el sector de la fabricación aditiva.

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La fabricación aditiva destaca especialmente por su gran versatilidad. Gracias a la tecnología aditiva se pueden producir modelos que con otras tecnologías eran imposibles, además de contar con una gran variedad de materiales disponibles. Todo esto sumado a su reducción de tiempos y costes respecto a otras técnicas tradicionales, la convierten en la tecnología ideal para la fabricación de dispositivos ortopédicos.

Hoy en día, podemos encontrar la tecnología aditiva en infinidad de sectores productivos: aeronáutico, automovilístico, electrónico, etc. Además, muchas empresas están empezando a introducir esta tecnología para prototipado o mantenimiento industrial. No obstante, uno de los sectores que más se ha beneficiado de las técnicas de fabricación aditiva es el de la medicina.

En la actualidad, gracias a la fabricación aditiva se pueden fabricar dispositivos ortopédicos con materiales plásticos con propiedades mecánicas resistentes o con metales como el titanio, el cromo o el cobalto. De esta manera, se consiguen fabricar modelos resistentes y duraderos en el tiempo.

Ventajas de la fabricación aditiva en el sector ortopédico

La fabricación aditiva ofrece las siguientes ventajas en ortopedia:

• Diseño 100% personalizable: a la hora de fabricar dispositivos ortopédicos es esencial que se adapten a la perfección al paciente. La tecnología aditiva permite producir diseños que con otras técnicas eran impensables.
• Reducción de tiempos y coste de fabricación: gracias a la tecnología aditiva el proceso de diseño y fabricación es mucho más rápido, ya que simplemente hay que enviar el diseño 3D a la máquina de impresión. Además, se trata de una técnica más económica que otros procesos de fabricación tradicionales. Esto es muy beneficioso, por ejemplo, para la fabricación de prótesis infantiles. Estos dispositivos deben renovarse cada poco tiempo debido al crecimiento del niño, así que los bajos costes de la fabricación aditiva hacen esta tecnología mucho más asequible para las familias.
• Gran variedad de materiales: la tecnología aditiva permite producir modelos con infinidad de materiales, lo que abre un gran abanico de opciones a la hora de fabricar dispositivos ortopédicos.
• Mejora los resultados y la atención al paciente: la capacidad para personalizar, modificar y adaptar las prótesis al paciente hace que sean más fiables. De esta manera, no solo podemos ver una clara mejora en los tratamientos, sino que también mejora su calidad de vida.

Aplicaciones de la fabricación aditiva en ortopedia

Gracias a las técnicas de impresión 3D, se pueden fabricar diferentes tipos de dispositivos ortopédicos. Sin duda, la fabricación prótesis personalizadas supone uno de los mayores avances en este campo. La prótesis diseñadas mediante fabricación aditiva son más fiables y están mejor adaptadas para el paciente, además de ser más económicas.

Otra de las aplicaciones de la tecnología aditiva en el sector ortopédico es la fabricación de escayolas. La escayola tradicional se realiza generalmente con yeso, pero gracias a la fabricación aditiva se pueden emplear materiales más ligeros y transpirables. Además, los materiales utilizados suelen ser impermeables, haciendo más llevadero este proceso para el paciente.

La ortopedia es uno de los sectores que más beneficios ha encontrado tras implementar la fabricación aditiva en sus procesos. Gracias a esta tecnología, se reducen los costes y tiempos de producción, pero sobre todo se mejora la recuperación y calidad de vida de los pacientes.

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Las cualidades de la fabricación aditiva la han convertido en el mayor aliado del utillaje y el mantenimiento industrial. La versatilidad y la rapidez que ofrece esta tecnología respecto a técnicas de fabricación como el modelado por inyección, han hecho que un gran número de empresas se decanten por ella para cumplir con sus necesidades en estos campos.

La fabricación aditiva es la herramienta perfecta para dar soluciones rápidas y eficientes, por ello, empresas como Volkswagen o Boeing han apostado por esta tecnología tanto para la producción de modelos finales como para dar respuesta a sus necesidades de mantenimiento o utillaje.

Ventajas de la fabricación aditiva para utillaje y mantenimiento industrial

La tecnología aditiva tiene una serie de ventajas por la que se ha convertido en la herramienta perfecta para utillaje y mantenimiento industrial:

• Gran variedad de materiales: gracias a la tecnología aditiva se pueden producir modelos con materiales con propiedades y características diversas. Esto permite producir piezas con diferentes propiedades mecánicas que se adapten a las necesidades de mantenimiento industrial y utillaje. Se pueden producir tanto modelos resistentes y duraderas como piezas flexibles o herramientas, todo ello con una alto nivel de precisión.
• Versatilidad: la fabricación aditiva es una tecnología tan versátil que permite producir prácticamente cualquier modelo realizado en un software de diseño 3D. De esta manera, se pueden fabricar componentes que permitan alargar la vida útil de la maquinaria industrial.
• Reducción de tiempos y costes: la tecnología aditiva es por lo general más económica y eficiente que otras técnicas de fabricación tradicionales. Esto supone una reducción de tiempos y costes para las empresas dedicadas a la manufacturación. Además de combatir la obsolescencia de los sistemas industriales.

Pero, uno de los mayores beneficios de la fabricación aditiva es el utillaje. Gracias al utillaje producido mediante técnicas de impresión 3D, se abre un gran abanico de posibilidades y se reportan grandes beneficios en las cadenas de producción. De esta manera, se pueden producir e integrar utillaje de manera rápida y eficaz, agilizando los tiempos en las líneas de producción.

Por todo esto, la fabricación aditiva se está introduciendo cada día más en los procesos de producción en una gran variedad de sectores industriales. Tanto para la manufacturación de modelos finales o como complemento a los métodos tradicionales, la tecnología aditiva otorga beneficios durante todos los procesos productivos de la industria.

En Laboratorios 3D te ayudamos a introducir la tecnología aditiva en tu empresa. La oportunidad de beneficiarte de las ventajas de la tecnología 3D está a tu alcance, solo tienes que contactar con nosotros.

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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Tanto en la fabricación de prótesis personalizadas como en intervenciones quirúrgicas o para el mantenimiento de los centros hospitalarios, la fabricación aditiva está cada vez más presente en el sector médico. Sin duda, es uno de los sectores que más se ha beneficiado de esta tecnología. Además, aplicaciones que parecen sacadas de una película de ciencia ficción como la bioimpresión de tejidos están cada día mas cerca de ser una realidad.

Aplicaciones de la fabricación aditiva en las cirugía

La cirugía es una de las aplicaciones donde la fabricación aditiva tiene un mayor potencial. Por una parte, se pueden reproducir órganos que permiten al personal médico practicar antes de la intervención. De esta manera, se puede observar cual es la alternativa más adecuada y evitar errores durante la intervención.

Por otra parte, también se puede diseñar y fabricar instrumental quirúrgico adaptado a las necesidades de cada operación, permitiendo adecuarse al paciente y mejorando encarecidamente el resultado. Por supuesto, el material fabricado mediante técnicas de fabricación aditiva es biocompatible y se puede esterilizar.

Diseño y fabricación de prótesis personalizadas

La fabricación aditiva ha reducido enormemente el coste de producción de prótesis personalizadas. Gracias a esta tecnología, se pueden fabricar todo tipo de prótesis de manera que sean funcionales, cómodas y estéticas. Desde prótesis de brazos o piernas hasta implantes para personas que requieren de una reconstrucción facial.

La tecnología 3D no solo mejora la calidad de vida a nivel de movilidad o funcionalidad de las extremidades, también se emplea para aumentar el autoestima de personas que han sufrido accidentes o que han pasado por una enfermedad.

Mantenimiento de los centros hospitalarios

La fabricación aditiva es una herramienta versátil que tiene una gran variedad de aplicaciones médicas, pero que también cumple una función muy importante en los centros hospitalarios. Gracias a la fabricación aditiva se pueden fabricar gran variedad de recambios destinados a diversos usos.

Un ejemplo claro del uso de la tecnología 3D dentro del sector médico se ha reflejado durante el inicio de la pandemia de la COVID-19. Durante estos primeros meses de incertidumbre, la escasez de material médico de protección puso en riesgo a los sanitarios que trabajaban para frenar la enfermedad. De esta manera, desde el sector de la fabricación aditiva se fabricaron EPIs y pantallas de protección que se donaron a centros sanitarios y hospitales.

Bioimpresión de tejidos y órganos

La bioimpresión de tejidos y órganos responde principalmente a la necesidad de búsqueda de órganos para los pacientes que los necesitan. Según datos de la Unión Europea, en 2018 había 87.000 personas en la lista de espera de las cuales solo 10.500 recibieron un órgano. Por ello, cada día son más universidades e instituciones médicas que destinan recursos a la investigación de la bioimpresión.

Aunque se trata de una tecnología que aún está en desarrollo, son muchos los avances que se han conseguido durante los últimos años. En 2018, la Universidad de Tel Aviv lograron desarrollar por primera vez un corazón impreso que combinaba tejido humano extraído de un paciente. El órgano, que tenía el tamaño del corazón de un conejo, supuso un gran avance, como explicó el Profesor Tal Dvir de la Escuela de Biología Celular Molecular y Biotecnología de la TAU, quien dirigió el estudio: «Esta es la primera vez que alguien ha diseñado e inyectado con éxito células, vasos sanguíneos, ventrículos y cámaras».

A pesar de estos grandes avances, aún queda bastantes años de investigación hasta llegar a obtener órganos funcionales que pueden implantarse en un paciente. Aún así, universidades y centros de investigación seguirán destinando recursos para que la medicina regenerativa y la bioimpresión sean una realidad.

Tecnología de impresión 3D empleada en medicina

Dentro del sector médico estas son algunas de las tecnologías de fabricación aditiva más empleadas en medicina.

• Sinterizado selectivo por laser (SLS): el sinterizado selectivo por láser permite crear geometrías complejas y acabados suaves ideales para la fabricación de modelos para medicina.

• Modelado por deposición fundida (FDM): se trata de una de las técnicas de fabricación aditiva más empleadas debido a su reducido coste y a su gran facilidad de uso. Es una de las opciones más empleadas para la fabricación de prótesis, ya que permite acabados con gran detalle, funcionalidad y con materiales ligeros.
  
  Además, el FDM permite la producción de repuestos y herramientas en hospitales y centros hospitalarios reduciendo encarecidamente los costes de estos recursos.

• Estereolitografía (SLA): la estereolitografía es una tecnología de manufacturación aditiva que emplea resina y que permite la fabricación de piezas con un alto nivel de detalle.

En definitiva, la fabricación aditiva ha mejorado el tratamiento y la calidad de vida de los pacientes. Además, ha permitido reducir el coste de producción de prótesis personalizada y se ha convertido en una herramienta para mejorar los resultados de las intervenciones quirúrgicas. Sin duda, la tecnología aditiva abre un gran abanico de posibilidades en medicina y aplicaciones como la bioimpresión muestran un esperanzador futuro para la medicina regenerativa.

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El modelado deposición de material fundido (FDM) es la técnica más utilizadas dentro del sector de la fabricación aditiva. Gracias a su facilidad de impresión, rapidez y versatilidad, se ha convertido en una de las herramientas más demandadas en el sector industrial.

El modelo por deposición de material fundido ha conseguido abaratar los costes de producción de prototipos y modelos finales en gran variedad de sectores como el sector médico, el aeronáutico, el automovilístico, el electrónico o el alimentario. Además, gracias a la gran versatilidad de materiales y formas de producción, el FDM se está empezando a emplear en otros sectores como el educativo o para la restauración de patrimonio cultural.

Esta técnica de fabricación fue desarrollada por S. Scott Crump a finales de la década de los 1980, pero su comercialización no comenzó hasta 1990. Aunque lleva años empleándose en la industria, hoy en día ha ganado un gran reconocimiento por parte del público general que ha comenzado a ver las grandes posibilidades que ofrece la fabricación aditiva.

Ventajas de la fabricación mediante FDM

La fabricación de modelos mediante FDM ha revolucionado por completo el sector industrial. Esta técnica ofrece una serie de ventajas respecto a otras tecnologías tradicionales:

• Reducción de tiempos de producción: el FDM ha permitido reducir los plazos de producción de procesos industriales. Por ejemplo, se ha reducido en un 80% el tiempo de fabricación de prototipos industriales.
• Gran versatilidad: gracias a las peculiaridades de la fabricación aditiva con una única máquina puedes producir infinidad de piezas de tamaños, formas y materiales distintos, a diferencia de lo que ocurre con otras técnicas de fabricación tradicionales.
• Ahorro de costes: el FDM es la técnica de fabricación aditiva más económica tanto en impresoras como en filamentos.
• Tecnología ecológica: el material más empleado en FDM es el PLA, un termoplástico producido a base de materiales renovables como el almidón de maíz, raíces de tapioca o caña de azúcar. Por otra parte, gracias a las peculiaridades de la fabricación aditiva, apenas se producen residuos durante el proceso de producción.
• Gran facilidad de impresión: el FDM es una técnica de fabricación muy fácil de usar y que no requiere de grandes conocimientos técnicos para ponerla en marcha.

Aunque el modelado por deposición fundida ofrece grandes ventajas, es cierto que los niveles de detalles suelen ser menores que en otras técnicas de fabricación como el SLS. Además, requiere de una calibración precisa para obtener los resultados óptimos.

Aplicaciones de la fabricación mediante FDM

Estos son las principales aplicaciones del modelado por deposición fundida:

• Producción de piezas finales: el FDM permite la producción de series cortas o de piezas complejas de uso final.
• Prototipado industrial: uno de los procesos donde más destaca el FDM es en la producción de prototipos tanto de análisis funcional y pruebas de forma, como para la fabricación de prototipos producidos directamente con los materiales de producción.

Sectores industriales que emplean el modelado por deposición fundida

Grandes empresas industriales como BMW, Hyundai o Nestlé han visto en la fabricación aditiva una oportunidad para mejorar el rendimiento de sus procesos de producción, pero también se ha introducido en sectores como el médico o en universidades y centros de investigación. Estos son algunos de los sectores donde se emplea el FDM:

• Sector médico: la industria médica fue una de las pioneras en el uso de la fabricación aditiva, se ha utilizado tanto para la creación de prótesis y férulas adaptadas a cada paciente, como en cirugía para obtener modelos de referencia que sirvan de guía durante las intervenciones.
• Industria aeroespacial: la industria aeroespacial requiere de la fabricación de piezas muy concretas y precisas. La fabricación aditiva permite la producción de modelos en serie corta, respondiendo a las necesidades de esta industria.
• Investigación y divulgación: el sector de la investigación y la divulgación científica ha encontrado en la fabricación aditiva un gran aliado. Gracias a la facilidad a la hora de producir prototipos, la diversidad de materiales y las ventajas que ofrece la tecnología 3D, el FDM se ha introducido en centros de investigación.
• Sector alimentario: en el sector alimentario se ha empelado para la producción de envases y recipientes, ya que materiales como el PLA o el PETG son aptos para el uso alimenticio.

También se ha comenzado a introducir la fabricación aditiva en colegios e institutos debido a los grandes beneficios que ofrece en el sector educativo.

Materiales empelados en FDM

Uno de los aspectos en los que más destaca el modelo por deposición fundida es en la gran variedad de materiales que se pueden utilizar. Estos son algunos de los más empleados:

• PLA: se trata del material más empleado en fabricación aditiva. Su reducido coste y su facilidad de impresión lo han convertido en uno de los materiales más demandados. Aunque no ofrece propiedades mecánicas como el PETG o el ABS, ofrece grandes resultados con costes de producción muy reducidos. No obstante, durante los últimos años se han comenzado a comercializar materiales como el PLA + de 3DLAC que ofrecen unas mejores propiedades mecánicas, pero manteniendo la facilidad de impresión de un PLA.
• PETG: este material ofrece mejores propiedades mecánicas que el PLA, pero requiere de mayores conocimientos técnicos durante su producción.
• ABS: se trata de un material que ofrece una buena resistencia al impacto, una buena rigidez y es ligero. Es algo más difícil de imprimir porque es un material que absorbe la humedad del aire, por lo que debe mantenerse seco.
• PC: el policarbonato es un material extremadamente fuerte y con un gran resistencia al impacto. Además, tiene una gran resistencia al fuego y soporta el contacto con aceites, grasas y disolventes.

En el mercado existen otros filamentos como el PLA metálico, que ofrece un acabado similar al del metal; o el filamento de fibra de carbono de XYZ, entre muchos otros.

Impresoras 3D que emplean el modelo por deposición fundida

En el mercado podemos encontrar gran variedad de impresoras FDM con una amplia gama de precios y de especificaciones técnicas. Desde máquinas que rondan los 200-300 euros y que están destinadas para un usuario amateur, hasta impresoras industriales que ofrecen especificaciones técnicas superiores y mayor fiabilidad.

En Laboratorios 3D, confiamos en las impresoras de XYZprinting para ofrecer nuestros servicios de fabricación y prototipado industrial. En este caso, empleamos la PartPro 300 xT de XYZprinting con la que se pueden conseguir resultados increíbles en tiempos récord.

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PETG es uno de los materiales más empleados dentro del sector de la fabricación aditiva. Este material se produce a partir de la mezcla de PET (tereftalato de polietileno) y etilenglicol. Gracias a este proceso se mejoran las propiedades mecánicas del material, permitiendo crear modelos más resistentes. También hace más sencillo el proceso de extrusión, facilitando la producción de modelos mediante técnicas de fabricación aditiva.

La utilización del PETG frente al PET en procesos aditivos responde a el problema que tiene este último cuando se calienta. Cuando el PET sufre un sobrecalentamiento se vuelve frágil, por lo que es inviable su empleo en fabricación aditiva. Esta problemática se soluciona gracias al glicol que contiene el PETG.

Gracias a la sus propiedades y su facilidad para impresión, el PETG es uno de los materiales más empleados para la producción de modelos mediante impresoras que utilizan las técnica de fabricación de modelado por deposición fundida (FMD).

Propiedades del PETG

El PETG tiene una serie de ventajas por las que se ha convertido en uno de los materiales más utilizados en procesos de fabricación mediante FDM:

• Alta resistencia a los impactos.
• Trasparente, aunque puede colorearse durante el proceso de producción del material.
• Resistencia al desgaste y a la corrosión de agentes oxidantes.
• Facilidad de impresión parecida a la de un filamento PLA.
• Reciclable y no perjudicial para el medio ambiente.
• Baja absorción del agua.
• Aprobado para uso alimentario.

Gracias a todas estas propiedades, se ha extendido el uso del PETG en sectores tan variados como el alimentario, el médico o el aeronáutico.

Aplicaciones

El PETG es uno de los materiales más empleados en fabricación aditiva. Su empleo está extendido en diversos sectores industriales donde ha ido ganando repercusión para la producción de prototipos y también de modelos de uso final. Estos son algunas de las aplicaciones de este material:

• Industria alimentaria: al igual que el PET, este material es muy popular dentro de la industria alimentaria, ya que es un material que puede ser fácilmente esterilizado y aprobado para su uso alimentario. Muchas empresas de alimentación optan por este material para proteger sus alimentos dada su alta resistencia al impacto.
  
• Sector médico: el PETG es muy utilizado en medicina gracias a la gran variedad de aplicaciones y su facilidad para permanecer limpio y seguro, gracias a a sus propiedades de esterilización. Por ello, este material se emplea es ideal para la producción de herramientas y prótesis médicas.

Además de estas aplicaciones, el PETG se emplea para la fabricación de herramientas, partes para drones, y piezas de soporte y protección en industrias como la automoción, la aeronáutica o el sector naval.

Aunque trabajar con un filamento PETG es sencillo, se necesita cierto tiempo para calibrar tu máquina de impresión. A diferencia de los filamentos PLA donde el proceso de configuración de tu impresora es mucho más rápido, el PETG necesita un trabajo previo para obtener los resultados deseados. En Laboratorios 3D ofrecemos un servicio de consultoría y asesoramiento en procesos de fabricación aditiva industriales para que ahorres tiempos y solucionarte los problemas al implementar esta tecnología en tus procesos de producción.

El PETG se utiliza principalmente mediante modelado por deposición fundida. En Laboratorios 3D, contamos con la PartPro300 xT de XYZprinting que es una de las impresoras con mayor potencial para la producción industrial de piezas mediante está técnica de fabricación.

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La fabricación aditiva es una de las tecnología más punteras de la industria 4.0. Uno de los aspectos en los que más destaca es en el prototipado y es una de las razones principales por las que una gran mayoría de empresas están apostando por introducir la fabricación aditiva dentro de los procesos de diseño y fabricación.

Con el paso de los años, la fabricación aditiva ha mejorado enormemente el proceso de prototipado, permitiendo crear modelos de manera más eficiente que con otras técnicas tradicionales. Esta nueva tecnología ha permitido la reducción de procesos intermedios en la cadena de producción, como la creación de herramientas, lo que permite producir prototipos hasta un 90% más rápido.

Sin duda, la fabricación aditiva ha revolucionado el proceso de prototipado. Una tecnología versátil que se emplea en sectores industriales como el aeronáutico, el automovilístico o el naval, pero que también se ha introducido en hospitales, joyerías o como herramienta en universidades y centros de investigación.

Ventajas del prototipado a través de la fabricación aditiva

La tecnología aditiva tiene grandes ventajas respecto a las técnicas de fabricación tradicionales. Además de tener un menor coste, ofrece grandes posibilidades a la hora de producir prototipos.

• Gran variedad de materiales: la fabricación aditiva permite crear modelos que incluyan diferentes tipos de materiales y propiedades, utilizando un ensamblaje sencillo.
  
• Reducción de los costes de producción: la reducción de tiempos durante el proceso de fabricación y el uso eficiente de material reduce considerablemente los costes del prototipado.
  
• Simplificación de la fase de diseño: se suprimen las restricciones tradicionales y se permite una mayor versatilidad para fabricar prototipos y realizar testeos del modelo final.
  
• Integración sencilla de mecanismos: las técnicas de fabricación aditiva permiten integrar mecanismos en las piezas creadas sin tener que realizar ajustes, montajes o calibrados.
  
• Versatilidad y capacidad de personalización: la fabricación de modelos mediante fabricación aditiva permite personalizar los diseños finales sin encarecer el mismo. Esto permite una gran versatilidad a la hora de producir prototipos o piezas de uso final.
  
• Beneficioso para el medio ambiente: la fabricación aditiva emplea únicamente el material necesario para producir el modelo final. Esto, además de suponer un ahorro en los costes de producción, se traduce en una reducción en los desechos, mejorando el impacto en el medio ambiente.
  
• Una sola maquina e infinidad de posibilidades: capacidad para producir gran variedad de piezas con diferentes propiedades y formas empleando una única máquina, reduciendo en gran medida los costes de fabricación.

• Plan de contingencia en caso de avería: la fabricación aditiva permite la producción de series cortas del producto final. Por lo que en caso de avería de la línea de producción puede actuar como método de producción alternativo.

Sectores que emplean la fabricación aditiva para producir prototipos

En la actualidad, se ha incorporado la fabricación aditiva en una gran variedad de sectores. Sectores como el aeronáutico, el automovilístico o el médico son algunos de los que están generando mayores avances en este campo:

• Sector aeronáutico: gracias a las capacidad para fabricar componentes más ligeros, fiables, y con una complejidad mayor a la actual, se han logrado fabricar tanto en piezas internas como externas.
  El sector aeronáutico es uno de los que más se beneficia de la fabricación aditiva ya que la producción de modelos finales se realiza en series cortas. Además, los equipos de ingeniería pueden emplear esta tecnología para producir prototipos con un coste reducido y en tiempo récord.
  
• Estudios de ingeniería y arquitectura: cada día son más los estudios de ingeniería y arquitectura que han incluido esta tecnología para la fabricación de prototipos o maquetas. La reducción de tiempos y costes, además del alto nivel de detalle que se consigue, han convertido está tecnología en líder del sector.
  
• Sector médico: este sector es uno de los más pioneros en el empleo de la fabricación aditiva para crear modelos 3D con diversos usos y propósitos sanitarios. Gracias a la versatilidad y libertad de diseño de la tecnología 3D, se pueden fabricar modelos personalizados y que se adapten a las necesidades de cada paciente.
  
• Universidades y centros de investigación: el prototipado es uno de los procesos clave para cualquier proceso de desarrollo e investigación. Es por ello que cada vez son más los centros universitarios y de investigación que optan por usar esta tecnología en sus investigaciones.

En definitiva, para la creación de todo este aparato productivo, las empresas que ya han introducido la fabricación aditiva han logrado agilizar su producción, empleando sobre todo en sus fases de diseño y pre-producción.

Técnicas de fabricación destacadas en el proceso de prototipado

La fabricación aditiva ofrece diferentes técnicas para prototipado. Estas son algunas de las técnicas que mejor se adaptan a la fabricación de prototipos:

• Modelado por Deposición Fundida o FDM: La técnica de impresión FDM (Modelado por Deposición Fundida) permite la posibilidad de la fabricación de prototipos con diferentes tipos de materiales (PLA, PC, ABS, PETG, Fibra de Carbono). Por ejemplo, la Part Pro 300 xT de XYZprinting permite crea modelos resistentes de manera rápida y eficaz, por lo cual es perfecta para el prototipado.
  
• Estereolitografía o SLA: La estereolitografía es la técnica de fabricación ideal para producir prototipos que necesiten unos acabados suaves y superficies lisas. La PartPro 150xP de XYZprinting emplea esta técnica para fabricar modelos precisos de alto nivel.
  
• Digital Light Processing o DLP: la fabricación mediante es una técnica que permite el prototipado con alto nivel de detalle y acabados suaves y lisos. La Part Pro 120 xP emplea esta técnica para la fabricación de modelos de alta resolución.
  
  

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La fabricación aditiva posee un alto potencial para una gran variedad de aplicaciones. Uno de los campos donde más destaca esta tecnología es en la restauración y conservación del patrimonio.

El inevitable paso del tiempo desgasta y destruye figuras emblemáticas del pasado, ya sea por la climatología o por las guerras y conflictos. El patrimonio mundial se ve afectado por estos bruscos cambios en el entorno, por lo que investigadores, arqueólogos y científicos mantienen una constante lucha por preservar el pasado. Para ello, museos, universidades e instituciones culturales se encargan de preservar estos bienes culturales.

Esta tecnología presenta grandes ventajas para la conservación, digitalización y promoción de la cultura en museos e instituciones, ya que permite la recreación de modelos fidedignos sin necesidad de alterar el objeto original. Además, reduce considerablemente los tiempos y costos de las reconstrucciones patrimoniales.

Aplicaciones de la fabricación aditiva en la conservación del patrimonio

La tecnología 3D permite digitalizar obras artísticas con una gran precisión. Esto se consigue gracias al escaneo de piezas en 3D o mediante el uso de la fotogrametría, que consiste en realizar fotografías desde múltiples posiciones a un objeto para conformar una imagen en 360 grados.

Un ejemplo real de la aplicación de la fabricación aditiva lo encontramos la restauración de una parte del sillón perteneciente a María Antonieta de Austria realizado en 2015. El sillón se encontraba en el Palacio de Versalles (Francia), pero fue adquirido por el museo londinense Victoria & Albert, que se encargaron de su conservación. Mediante diferentes técnicas, un equipo del museo consiguió reconstruir un adorno de la parte superior de la silla mediante el uso de técnicas de fabricación aditiva.

Otro de los casos más notables fue el de la ciudad de Palmira (Siria), que tras ser sitiada por el Estado Islámico perdió gran parte de su patrimonio cultural. Gracias al uso de técnicas de fabricación aditiva, se ha podido recuperar parte de los artefactos dañados o destruidos.

El modelo más destaco fue el Arco de Triunfo de Palmira, una replica de 6 metros de altura y 11 toneladas. Esta recreación pertenece a un proyecto conjunto de el Museo del Futuro de Dubai, la Universidad de Harvard y la Universidad de Oxford. La replica se construyo en 6 horas a partir de imágenes 2D del monumento original gracias a la ayuda de varios robot 3D que ensamblaron y organizaron la estructura en Londres, Nueva York y Dubai.

Ventajas de la fabricación aditiva en la restauración de patrimonio

Entre las ventajas que ofrece la tecnología de fabricación aditiva en la restauración y conservación de patrimonio se encuentran las siguientes:

• Mejorar el proceso de restauración de las piezas, sobre todo con piezas delicadas que son susceptibles a ser dañadas o alteradas con su manipulación.
• Posibilidad de emplear materiales innovadores capaces de recrear texturas metálicas o de diferentes tipos de maderas con un coste reducido y una gran facilidad de fabricación.
• Posibilidad de fabricar recreaciones fidedignas para su empleo en labores divulgativas o educativas, evitando el deterioro de los modelos originales.
• Reducir considerablemente los costes y tiempos de producción en la restauración del patrimonio cultural.

Técnicas de fabricación empleadas en la restauración del patrimonio cultural

Dentro del campo de la fabricación aditiva existen diferentes técnicas para la manufacturación de modelos. Estas son algunas de las técnicas de fabricación que mejor se adaptan a la industria de la investigación y conservación del patrimonio cultural:

• Binder Jetting: La técnica de fabricación Binder Jetting ofrece la posibilidad de fabricación de piezas a todo color. Gracias a impresoras como la PartPro 350 xBC de XYZprinting, se pueden conseguir recrear modelos a color de manera precisa y con una alto nivel de detalle. Sin duda, esta técnica es ideal para la restauración y conservación de patrimonio cultural.

• Estereolitografía o SLA: La estereolitografía es la técnica de fabricación ideal para conseguir modelos que necesitan unos acabados suaves y superficies lisas. La PartPro 150xP de XYZprinting emplea esta técnica para fabricar modelos precisos de alto nivel.

• Digital Light Processing o DLP: la fabricación mediante es una técnica que permite la fabricación de piezas con alto nivel de detalle y acabados suaves y lisos. La Part Pro 120 xP emplea esta técnica para la fabricación de modelos de alta resolución.

• Modelado por Deposición Fundida o FDM: La técnica de impresión FDM (Modelado por Deposición Fundida) permite la posibilidad de la fabricación de piezas con diferentes tipos de materiales (PLA, PC, ABS, PETG, Fibra de Carbono). Esta tecnología permite la fabricación de modelos de objetos con acabados de madera o metálicos.
  
  La Part Pro 300 xT de XYZprinting permite crea modelos resistentes de manera rápida y eficaz, por lo cual es perfecta para la creación de prototipado y recreaciones patrimoniales.

Las tecnologías 3D han revolucionado la restauración de patrimonio como nunca antes lo hemos visto. Ofreciendo un gran abanico de posibilidades que democratice y nos permita disfrutar de la cultura desde otro punto de vista.

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El PLA o ácido poliláctico es el material más empleado en la fabricación aditiva. Se trata de un material termoplástico compuesto por materiales ecológicos y renovables como maíz, algodón, caña de azúcar o raíces de tapioca.

Frente a otros filamentos, este biopolímero posee una gran variedad de características que le han convertido en uno de los más empleados en la industria. Su gran facilidad y bajo coste de impresión y su resistencia a la humedad o sus propiedades inodoras y elásticas, han convertido al PLA el material más demandado por los usuarios.

La utilización del PLA en la fabricación aditiva es idónea, pues se trata de un biopolímero dimensionalmente estable. Por otro lado, la materia prima empleada para la fabricación de este material es fácil de conseguir, lo que abarata su costes de fabricación. Además, es capaz de utilizarse en una máquina de impresión 3D con una fuerza motriz considerablemente menor a lo habitual, lo que permite alargar la vida útil de la impresora.

Este material, pese a su reciente reconocimiento, es uno de los más veteranos de la industria: la fabricación de productos con PLA se remonta a 1932, cuando el científico Wallace Carothers fabricó los primeros productos procesando el ácido láctico. Tras varias décadas de mejoría, el científico patentó el proceso. Si bien en el pasado la producción del PLA tenía un coste elevado, los avances de los últimos han logrado abaratar los costes, de ahí su actual popularidad en la industria de la fabricación aditiva.

Ventajas del PLA

La ventajas que ofrece el PLA respecto a otros materiales lo convierten en uno de los más empleados en la industria. Además de sus propiedades mecánicas, el reducido coste, la facilidad y la rapidez de fabricación de modelos han hecho de este material uno de los más utilizados en la industria.

• Material inodoro, permanente, claro y brillante.
• Muy resistente a la humedad y la grasa.
• Es parecido al polietileno en cuanto a desarrollar barreras para sabores y olores.
• Posee una gran capacidad elástica.
• El nivel de inflamabilidad es bastante bajo, por lo que es estable frente a la luz UV, dando la oportunidad de una gran variedad de aplicaciones.
• Aún siendo elástico, puede formularse con la finalidad de ser más rígido.
• Puede copolimerizarse con otros materiales.
• Su proceso de fabricación puede variar con la finalidad de adquirir diferentes propiedades mecánicas. 

El PLA es el material perfecto para aquellas empresas que busquen materiales sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. Gracias al compostaje industrial, el PLA puede descomponerse sin dañar al ecosistema.

Aplicaciones

El PLA se encuentra presente en una gran variedad de sectores industriales. Desde el sector automovilístico hasta el sector sanitario, pasando por la producción de envases en la industria alimenticia o la fabricación de recreaciones y maquetas en museos y centros divulgativos.

Una de los sectores industriales donde más destaca este material es el sanitario. En esta industria se emplea variantes del PLA que permiten una mejor adaptación a las necesidades sanitarias. Por ejemplo, el filamento Antibacterial PLA, utilizado para usos médicos como la creación de prótesis, herramientas quirúrgicas, incluso para la fabricación de juguetes infantiles o productos para bebés.

Otra de las aplicaciones del PLA es su uso para la fabricación de prototipos. La rapidez y el reducido coste de la creación de prototipos han popularizado el uso de este material por ingenieros y diseñadores. No obstante, el PLA puede utilizarse también para la fabricación de piezas de uso final, especialmente con filamentos modificados que otorgan a los modelos finales una mayor resistencia mecánica.

Dada a la facilidad de fabricación del filamento PLA, se ha popularizado su uso para la fabricación de piezas decorativas o modelos conceptuales. Además, es una herramienta perfecta para su uso en educación, ya que permite la fabricación de objetos educativos e incluso implementar la impresión 3D dentro del currículum de actividades de escuelas e institutos.

Tipos de filamentos PLA

El filamento PLA es el más utilizado dada su reducido coste y la facilidad para fabricar modelos. No obstante, en Laboratorios 3D, contamos con una gran variedad de filamentos PLA con diferentes propiedades y usos.

• PLA metálico: este material ofrece un acabado metálico. Una de las principales aplicaciones de este filamento es la facilitación de labores de restauración en museos e instituciones culturales que quieran conservar, digitalizar y promover la difusión de la cultura. Gracias a este material, se pueden crear modelos y réplicas de artefactos que salvaguardan los modelos originales.

• PLA de inyección de tinta en color 3D: la principal ventaja de este filamento PLA es que permite la absorción de gotas de tinta. De esta manera, se puede fabricar de calidad a todo color. Esto permite la creación de modelos finales para su uso en educación o para la conservación y divulgación del patrimonio.

• PLA Antibacterial: gracias a sus nanopartículas de plata que le otorgan propiedades antibacterianas, es el material perfecto para la creación de juguetes infantiles, proyectos educativos, o incluso para usos médicos como prótesis, férulas, o herramientas de preparación quirúrgica.

• PLA + de 3DLAC: el filamento PLA+ de 3DLAC ofrece unas propiedades mecánicas similares a las del PETG, pero manteniendo la facilidad de impresión de un PLA. Gracias a la gran resistencia y el alto nivel de detalle, se ha popularizado su uso en diferentes tipos de aplicaciones industriales.

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El sinterizado selectivo por láser o SLS (Selective Laser Sintering) es una técnica de fabricación aditiva basada en la tecnología de fusión de polvo. La SLS utiliza un láser de CO2 que se encarga de sintetizar las pequeñas partículas de polvo de polímero para juntarlas capa por capa. De este modo, se convierte el modelo 3D en una estructura sólida. 

El sinterizado selectivo por láser se desarrolló a mediados de los 80 por los doctores Carl Deckard y Joe Beaman en la Universidad de Texas, convirtiéndose en uno de los primeros métodos de fabricación aditiva de la historia. Desde su aparición, la técnica SLS se ha ido perfeccionando para poder adaptarse a una gran variedad de materiales, como metal, plástico, cerámica, vidrio, y otros materiales de compuestos pulverizados.

Actualmente, estas tecnologías son conocidas generalmente como procesos de manufacturación aditiva en lecho de polvo. Esta nueva forma de creación aditiva emplea energía térmica para fusionar selectivamente partes de este lecho de polvo. 

En Laboratorios 3D contamos con la impresora MfgPro230 xS de XYZPrinting que emplea la técnica de sinterizado selectivo por láser. De esta manera, podemos fabricar productos con altas resistencias mecánicas y alto nivel de detalle. En este vídeo se puede ver como es el proceso de fabricación de esta impresora SLS:

Materiales utilizados en el sinterizado selectivo por láser

El material más común para la fabricación SLS es la poliamida (PA12), conocido como Nylon 12, ya que permite una fabricación rápida para piezas resistentes, duraderas y de uso final. Aunque existen una gran variedad de materiales que se pueden emplear en la fabricación de modelos mediante SLS.

Otro de los materiales más empleados en la sinterización selectiva por láser es el TPU. Un material que cumple con los estándares de calidad específicos de la industria. Este material presenta resistencia, flexibilidad y resistencia a la tracción y ofrece ventajas como la alta resistencia a la abrasión, alta resistencia al cizallamiento o una gran elasticidad. También es un material con resistencia al aceite y la grasa, por lo que es muy utilizado en aplicaciones de ingeniería.

Ventajas del sinterizado selectivo por láser

El sinterizado selectivo por láser tiene muchas ventajas respecto a otros métodos de fabricación tradicionales. Gracias a la versatilidad y el coste reducido de producción, se ha convertido en una de las técnicas más demandadas por diseñadores e ingenieros industriales.

La fabricación mediante SLS es mucho más asequible que otras técnicas de fabricación tradicionales, como la inyección de plástico, sobre todo para la producción de prototipos o de series cortas. Por lo que, esta tecnología es ideal para testear diseños o realizar pruebas funcionales de modelos. Además, en el caso de querer modificar o mejorar el prototipo, únicamente sería necesario modificar el archivo 3D a través del software de diseño.

Pero sin lugar a dudas, la mayor ventaja del sinterizado selectivo por láser es la reducción de los tiempos de producción respecto a otras técnicas de fabricación tradicionales. Esto, sumado al resto de ventajas que ofrece la SLS, la han convertido en una de las técnicas que más está revolucionando la industria en los últimos años.

Aplicaciones de la SLS

La fabricación mediante SLS está presente en múltiples sectores. La industria automovilística, la industria aeroespacial o los estudios de ingeniería son algunos de los campos donde se emplea esta técnica de fabricación debido a su gran variedad de usos.

Entre las diferentes aplicaciones del sinterizado selectivo por láser encontramos:

• Prototipado: la gran variedad de materiales, la versatilidad en el diseño y la capacidad para producir piezas resistentes y duraderas, hacen del sinterizado por láser una de las mejores técnicas para la fabricación de prototipos.
• Geometrías complejas: la precisión del sinterizado selectivo por láser hace que sea una de las mejores opciones para la producción de productos funcionales con geometrías complejas. Además, una de las ventajas distintivas del proceso de fabricación mediante SLS es que, debido a que es totalmente autoportante, se pueden construir piezas dentro de otras piezas. 
• Modelos de uso final: la fabricación mediante SLS y la utilización de materiales como el polvo de nylon, permite la fabricación de modelos con propiedades mecánicas resistentes y duraderas. Lo que permite la fabricación de productos para su uso final.

Algunos ejemplos de aplicaciones reales de la fabricación mediante técnicas SLS las encontramos en la industria aeroespacial, donde ya se está utilizando el sinterizado selectivo por láser para la fabricación de partes interiores de las aeronaves. Los ingenieros aeroespaciales se están decantando por esta tecnología porque ofrece materiales ligeros y retardantes del fuego. Podemos encontrar piezas fabricadas con SLS en aviones, satélites, antenas o drones.

También está siendo muy utilizada para la fabricación de piezas en automoción. Un ejemplo de ello lo vemos en la Fórmula 1 donde varios equipos han incluido modelos fabricados mediante sinterizado selectivo por láser en sus automóviles.

Otros de la fabricación mediante SLS los podemos encontrarlos en bienes de consumo. Por ejemplo, marcas como Adidas o New Balance han lanzado su serie de zapatillas realizadas gracias a la fabricación aditiva. Por otra parte, Channel lanzo en 2018 una máscara de pestañas en la que su cepillo estaba fabricado gracias a la SLS. Con un diseño innovador que mejora el resultado a la hora de aplicar el rímel gracias a su forma de remolino que permite enrollar y alargar las pestañas con mayor facilidad.

Impresoras 3D de sinterizado selectivo por láser

El sinterizado selectivo por láser es una técnica de fabricación dirgida al sector industrial. A diferencia de otros procesos más asequibles como la FDM, la SLS requiere de una mayor inversión económica.

En Laboratorios 3D contamos con la impresoras SLS Mfg 230 xS de XYZprinting, se trata de una de las impresora de alta precisión para la fabricación de modelos con propiedades mecánicas resistentes y duraderas. Es una de las mejores máquinas del mercado debido a su gran rendimiento, su bajo presto y su precio competitivo.

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Laboratorios 3D abre el mayor centro de impresión 3D de Castilla y León en Benavente. Con más de 9 años de experiencia en el sector, este nuevo centro permitirá a Laboratorios 3D ofrecer servicios de impresión 3D industrial.

La experiencia acumulada durante estos años de trabajo, el ser conocedores de un sector muy específico y que la impresión 3d empieza a ser una tecnología cada vez más demandada, han hecho dar un salto a Laboratorios 3D, no solo ampliando en sus instalaciones si no en la incorporación de Impresión 3D Industrial. Algo que en palabras de su gerente, José Ángel Castaño, “Dará una marcha adicional a los procesos productivos de muchas industrias, empresas y centros sanitarios de nuestra región”.

Con este nuevo centro, Laboratorios 3D traerá a sus instalaciones impresoras 3D industriales de tipo SLS y SLA, una tipo de tecnología de sinterizado por láser, totalmente novedoso y que permite la producción de piezas totalmente funcionales, con propiedades mecánicas muy superiores a las originales y con costes inferiores.

Tanto este tipo de máquinas como sus producciones se están implantando cada vez más en empresas de todo el mundo, siendo una de las herramientas más resolutivas y productivas que existen en la actualidad.

Por otra parte, en Laboratorios 3D contamos con un amplio catálogo de productos entre los que se encuentran los adhesivos 3DLAC, producto que permite la fijación de piezas a la bases de impresión; o los filamentos 3DLAC. Además, nuestros productos se venden ya en más de 40 países, entre ellos EEUU, Rusia, China o Australia, aunque seguimos ampliando nuestra mercado.