La fabricación aditiva se puede definir como el proceso de creación de objetos a partir de datos generados con modelos 3D mediante el uso de materiales aditivos; representa todos los procesos, tecnologías, sistemas y aplicaciones aditivos. Puede utilizarse para fabricar productos de cualquier forma geométrica con una amplia posibilidad de materiales a utilizar. Se puede ver como una solución para la producción de piezas con una cantidad menor de recursos y de realización rápida.
La fabricación aditiva tiene varias ventajas, como un requisito de recursos más bajo, un ciclo de producción más rápido, un diseño más flexible y ahorros sustanciales en herramientas sobre las tecnologías de fabricación tradicionales, como el moldeo por inyección, el mecanizado y la fundición al vacío. Esto es muy útil en la fabricación de productos personalizados de bajo volumen y alto valor.
Fabricación aditiva y la Industria 4.0
La fabricación aditiva es uno de los pilares de la Cuarta Revolución Industrial (también conocida como Industria 4.0), que es una transformación que hace posible recopilar y analizar datos en todas las máquinas, lo que permite procesos más rápidos, más flexibles y eficientes para producir más bienes de calidad a costos reducidos con mayor agilidad. En particular, la fabricación aditiva (AM) puede contribuir en gran medida a los enfoques de la Industria 4.0 al aumentar la automatización de procesos. Los enfoques de AM incluyen avances recientes como la impresión 4D, que es un medio para habilitar funcionalidades inteligentes y de Internet de las cosas en los productos de AM. De hecho, la Impresión 4D es una combinación de la impresión 3D y la cuarta dimensión, que es el tiempo y / o el cambio de funcionalidades por medio de materiales inteligentes. Esta técnica permite programar un objeto impreso para que cambie de forma y se adapte a su entorno. Esto permite dominar las capacidades de autoensamblaje, multifuncionalidad, autorreparación y detección.
Por otro lado, llevar la Inteligencia Artificial al mundo de la Fabricación Avanzada (FA) puede conducir a procesos más rápidos y precisos, al brindar consejos inteligentes sobre las decisiones a tomar, tanto en términos de diseño, de materiales y de tecnologías, especialmente en presencia de sistemas de control y monitorización (incluso en línea y en tiempo real) y enfoques de mantenimiento predictivo. Cuando se combina con brazos robóticos para imprimir formas grandes y/o complejas, los algoritmos de inteligencia artificial permiten que la máquina vea, cree e incluso aprenda de sus errores durante el proceso de impresión, pudiendo producir patrones complejos, grandes y precisos sin sacrificar la velocidad.
Una descripción comparativa de AM
Las características distintivas de las tecnologías AM se presentan a menudo en el contexto de una comparación con los procesos de fabricación convencionales. El término 'fabricación aditiva' fue elegido en última instancia por el comité ASTM F42, ya que distingue claramente los procesos de las técnicas de fabricación sustractiva en las que el material se extrae de una pieza de trabajo (por ejemplo, corte, fresado, rectificado). Se revisan a continuación los atributos de la impresión de un objeto 3D que son consideraciones importantes para seleccionar una tecnología AM adecuada y un diseño de construcción correspondiente. Los atributos que enumeramos junto con factores como la selección de la máquina, los procesos y materiales, la orientación y posición de la geometría y el acabado pueden alterar la calidad resultante de la pieza impresa.
Flexibilidad de diseño
La característica distintiva de los procesos AM es su enfoque de fabricación por capas, que permite la creación de casi cualquier forma geométrica compleja. Esto contrasta con los procesos sustractivos, que limitan la libertad de diseño debido a la necesidad de accesorios, diversas herramientas y la posibilidad de colisiones y la dificultad, en muchos casos, de la que la herramienta de corte alcance zonas más profundas e invisibles al fabricar geometrías complejas. Otros procesos de fabricación tradicionales, incluidas las técnicas formativas (por ejemplo prensado, fundición, conformado) imponen restricciones de diseño adicionales a las heredadas por las técnicas sustractivas utilizadas para fabricar las herramientas y los patrones necesarios. Fundamentalmente, las tecnologías de AM imponen solo unas pocas restricciones y, por lo tanto, brindan al diseñador la capacidad de colocar selectivamente (multi) material precisamente donde se necesita para lograr la funcionalidad diseñada. Esta capacidad permite la realización de estructuras que han sido optimizadas topológicamente para reducir el uso de material y disminuir la masa o para integrar varias funciones en una misma pieza.
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