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Mejoras en la fabricación aditiva

Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea ha desarrollado una cadena de suministro integrada para sistemas basados en fotopolímeros. Las consecuentes mejoras, nada desdeñables, en capacidad de producción, calidad y resolución también suponen reducciones de costes.
Mejoras en la fabricación aditiva
Las tecnologías de fabricación aditiva (AM) se refieren a una familia de procesos que básicamente sirven para construir un componente de abajo hacia arriba. El material se añade en capas sucesivas en lugar de eliminarse de un bloque utilizando las especificaciones de un modelo y un programa de diseño asistido por ordenador (CAD). El resultado son formas complejas en 3D con una calidad superficial excelente, alta resolución y precisión en los detalles, necesidades mínimas de posprocesamiento y prácticamente ningún residuo.

La tecnología AM basada en litografía utiliza resinas fotopolimerizables líquidas que se solidifican al exponerlas a la luz. Los avances más recientes han dado lugar a fuentes de luz rentables y con alto rendimiento, además de nuevas resinas fotocurables. A partir de estas tecnologías, se ha desarrollado una cadena de procesos integrados para la AM basada en litografía de sistemas basados en polímeros mediante la financiación de la Unión Europea para el proyecto «Photopolymer based customized additive manufacturing technologies» (PHOCAM) .

Los investigadores utilizaron el procesamiento digital de la luz (DLP) y la polimerización con dos fotones (2PP) con el fin de superar los problemas de propiedades mecánicas inadecuadas y baja resolución a la que se enfrentan las tecnologías actuales de AM. El DLP se utilizó para procesar fotopolímeros rellenados con cerámicas para obtener productos cerámicos totalmente densos. 2PP se utilizó para fabricar elementos pequeños y en alta resolución en la escala de 100 a 200 nanómetros (nm).

Para ambas tecnologías, el equipo desarrolló materiales, hardware, software adecuados y sus correspondientes fuentes de luz. Para el procesamiento cerámico con DLP se utilizaron nuevos motores de luz basados en diodos emisores de luz. Las piezas cerámicas impresas en 3D presentaban una resistencia, fiabilidad y calidad superficial excelentes. Para el proceso mediante 2PP se utilizó un láser de femtosegundos disponible en el mercado. La cadena de procesos incluye un prototipo de plataforma web que abarca todo el flujo de trabajo desde la carga del modelo CAD geométrico hasta el cálculo de presupuestos, la elaboración de pedidos y el pago. Las nuevas tecnologías AM se demostraron mediante guías de hilos para maquinaria textil, un molde de retícula de alta precisión para un dispositivo de tomografía computadorizada y una prótesis para oído medio a medida de un paciente. Los logros del proyecto se difundieron en la escena internacional mediante distintas notas de prensa.

PHOCAM demostró con éxito la viabilidad industrial y la calidad de sus tecnologías con un avance importante en la microfabricación bajo demanda y mejoras significativas en la capacidad de producción y la resolución de detalles. La cadena de suministro totalmente integrada para AM rentables en distintos sectores afectará positivamente a la fabricación en la Unión Europea, tanto para entornos de alta capacidad de producción como para componentes a medida.

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