La impresión 3D en el sector manufacturero
Aplicaciones y ejemplos prácticos
Buenas prácticas para la impresión 3D en entornos de fabricación y producción
La presión de los costes, los requisitos normativos, las crecientes exigencias de los clientes y mucho más. Las empresas de la producción y la industria se enfrentan a una colección de retos en constante expansión. Al mismo tiempo, cuestiones como la eficiencia energética y de los recursos son cada vez más importantes.
La fabricación aditiva ofrece un amplio espectro de posibles ventajas rentables y sostenibles a las empresas de la producción y la industria.
La impresión 3D industrial abre nuevas oportunidades y ofrece soluciones de muchas formas distintas, desde la producción de piezas hasta la optimización del retorno de la inversión. En EOS, ofrecemos soluciones personalizadas de un único proveedor para la tecnología y todo lo que necesite para una transición rápida y segura.
Más eficiencia en costes, funcionalidad y diseño
El DMLS ofrece muchas ventajas a las empresas del sector de la electrónica, como una comercialización más rápida, la fabricación de prototipos, piezas piloto y pequeñas series de producción, y la rápida implementación de soluciones específicas para el cliente. Tanto si necesita intercambiadores de calor, carcasas, piezas de comunicación, drones, placas de circuitos tridimensionales o inductores, la diversidad de posibles aplicaciones de fabricación aditiva abarca todo el sector.
En EOS, estamos preparados para dar soporte a sus aplicaciones, desde máquinas y periféricos hasta materiales, pasando por servicios de consultoría para la introducción, implementación y expansión con éxito de su programa de fabricación aditiva. Nuestra cartera se basa en décadas de experiencia en el mercado, conocimientos sobre temas específicos del sector y colaboración con socios líderes.
Ventajas de los intercambiadores de calor impresos en 3D
- Producir piezas ligeras y que ocupen poco espacio
- Realización de canales de refrigeración muy complejos
- Evita las juntas y consigue una excelente conductividad térmica
- Desarrollo rápido de productos
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Betatype
Betatype es una empresa tecnológica especializada en el diseño para impresión 3D que supera constantemente los límites de la fabricación aditiva. Al equilibrar cuidadosamente el apilamiento de los elementos de refrigeración y minimizar al mismo tiempo las estructuras de soporte, se aprovechó al máximo el espacio disponible: Se fabricaron 384 piezas en un solo lote.
Un diseño optimizado y rutas de escaneado láser inteligentes redujeron el tiempo de producción de 444 horas a sólo 34 horas. Esto supuso importantes ventajas económicas para los clientes de Betatype: los costes unitarios se redujeron en un 90%.
Conflujo
Los intercambiadores de calor pueden imprimirse en 3D a partir de aleaciones termoconductoras de alta calidad que combinan diversas propiedades ventajosas, como un diseño flexible, propiedades optimizadas de transporte de calor y tamaño reducido.
La fabricación aditiva permitió a Conflux diseñar geometrías internas que aumentaron radicalmente la superficie en un volumen determinado. Esto triplicó el rechazo térmico del calor y, al mismo tiempo, la caída de presión se redujo en dos tercios. Además, se realizó un diseño compacto y nuevo con una reducción del 55 % de la longitud.
TheSys
TheSys es un proveedor de servicios de ingeniería que desarrolla sistemas de refrigeración, sistemas de aire acondicionado e intercambiadores de calor. Junto con EOS y AM Metals, superaron los límites de la viabilidad para desarrollar un intercambiador de calor de CPU para juegos de última generación optimizado para la fabricación aditiva en tan solo una semana de desarrollo.
Con el flexible sistema de fabricación de metales EOS M 290 , AM Metals GmbH fabricó un intercambiador de calor refrigerado por agua que proporciona la misma capacidad de refrigeración con sólo una quinta parte del tamaño. Además, es un 76 % más ligero que otros disipadores de CPU para juegos.
Diseño complejo y producción flexible
Una carcasa estable protege el interior. Las carcasas robustas suelen ser esenciales, sobre todo para los componentes electrónicos delicados. Tienen que ser resistentes y estar bien selladas, además de ajustarse al máximo, y deben fabricarse con la suficiente rapidez para lograr ciclos de producción cortos. Sin embargo, con el proceso de moldeo por inyección, la fabricación de carcasas con estas propiedades sólo es viable en producciones en serie muy grandes.
La impresión 3D industrial ofrece una alternativa rentable para la producción en series pequeñas y medianas de carcasas de plástico. Ya sea con materiales con propiedades aislantes o de disipación especialmente favorables, la fabricación aditiva de carcasas se caracteriza por su rentabilidad, libertad de diseño y potencial de integración funcional.
Tanto si desea fabricar prototipos como series piloto o pequeñas series de carcasas, la fabricación aditiva abre un gran abanico de posibilidades, entre las que destaca la reducción de los costes de producción.
Ventajas de las carcasas impresas en 3D
- Integrar funcionalidades para reducir el número de componentes
- Reducción del plazo de comercialización
- Proceso de fabricación económicamente atractivo
- Producir componentes de uso final estables
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Carcasa de cámara impresa en 3D para exteriores
El reto consistía en fabricar un número reducido de unidades de un robusto soporte para cámaras con un diseño complejo. La carcasa debía ser lo bastante flexible para albergar seis cámaras. Al mismo tiempo, el proceso de producción debía ser abierto para admitir iteraciones posteriores del diseño sin causar problemas.
Gracias a la tecnología EOS, se pudo realizar con éxito un diseño de producto que antes habría sido imposible.
La colaboración con Freedom360 permitió realizar cambios en el diseño con rapidez. Midwest Prototyping pudo implementar una producción rentable en pequeñas cantidades.
Canto
La lámpara subacuática desarrollada es más pequeña, ligera y robusta que cualquier otra del mercado. Canto consiguió resolver este reto con un FORMIGA P 110 Velocis utilizando material PA 2200.
El sistema interno de la conexión de la lámpara fabricada por aditivos, que cuenta con un mecanismo de enclavamiento por resorte, se produce en una sola pieza. Esto ha permitido reducir el número de piezas de montaje de 3 a 1. Con un peso de sólo 580 gramos, la lámpara establece nuevos estándares. Además, Canto Ing. GmbH se ahorró la necesidad de fabricar una costosa herramienta de moldeo por inyección, que habría costado hasta 35.000 euros.
Fiable y ligera, flexible e inteligente
La automatización avanza y todos los tipos de procesos de producción e intralogística están cada vez más interconectados gracias a la digitalización. La robótica y los sistemas de agarre desempeñan un papel fundamental en este proceso. Pero la tecnología de agarre en particular se enfrenta constantemente a nuevos retos. La fabricación aditiva permite abordar de forma específica las tendencias del mercado, que cambian con rapidez.
La robótica ya no es sólo viable para las grandes empresas: las PYME también pueden beneficiarse. El trasfondo: se pueden comercializar herramientas de agarre más ligeras diseñadas para robots más pequeños y rentables. Como resultado, las soluciones de automatización requieren una inversión significativamente menor y se amortizan más rápidamente. Además de reducir costes, una pinza ligera con la misma capacidad de carga permite movimientos más rápidos y, por tanto, tiempos de ciclo más cortos, un objetivo central en el mundo de la fabricación.
Ventajas de las pinzas impresas en 3D
-
La pinza puede adaptarse directamente a su producto mediante datos de diseño
- La amplia libertad de diseño permite incorporar elementos de seguridad y puntos de rotura predeterminados
- El método permite integrar funciones inteligentes directamente en la pieza, lo que facilita la tecnología de sensores y la supervisión de procesos.
- Las piezas se fabrican en una sola pieza, lo que ahorra tiempo de montaje
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Historia de éxito
Éxito tangible - Pinza bronquial con placa base funcional
El grupo Wittmann buscaba una solución ligera con una membrana flexible para controlar un par de pinzas de agarre mediante aire comprimido. La solución debía incorporar todas las conexiones y canales neumáticos directamente en la propia placa. Tras simplificar el diseño, se fabricaron con éxito pinzas estables en una placa funcional en producción de pequeñas series en una FORMIGA P 100.
FESTO
La seguridad de los procesos desempeña un papel fundamental en los sistemas de agarre para evitar errores de manipulación. Sin embargo, también son deseables pinzas más flexibles que permitan manipular diferentes piezas de trabajo. Lo ideal sería supervisar la producción en tiempo real para identificar cualquier fallo o posible optimización utilizando los datos registrados.
La fabricación aditiva es la clave para integrar funciones adicionales como sensores, válvulas inteligentes o ventosas personalizadas automáticamente. Las bisagras, los conductos de aire y los soportes de los sensores pueden integrarse directamente en el diseño del sistema de ventosas y realizarse durante la producción. Esto también elimina pasos de montaje innecesarios, reduciendo los costes de fabricación.
Trinckle y Kuhn-Stoff
El trabajo de diseño cuesta dinero y tiempo. Otro factor es que los conocimientos necesarios de diseño y CAD pueden no ser fáciles de adquirir. Tomando como ejemplo los sistemas de agarre, trinckle y Kuhn-Stoff se asociaron para investigar cómo se puede automatizar un proceso de desarrollo y diseño eficiente sin necesidad de tener conocimientos profundos de diseño 3D y CAD.
Pinza de extracción impresa en 3D
Historia de éxito | SSI Schäfer
La pinza especial individual de PA 2200 reduce el tiempo de preparación y aumenta el tiempo de producción, al tiempo que reduce el peso en más de un 70%.
Finales de carrera para un envasado más inteligente
Historia de éxito | Anubis 3D
Un innovador extremo de brazo industrial impreso en 3D permite al Grupo Langen aligerar la carga de la línea de envasado robotizado de su cliente.
Mano robótica de poliamida
Historia de éxito | ASS Maschinenbau
Fabricación de una mano robótica ligera con canales de aire integrados a partir de poliamida utilizando la EOSINT P 396.
Fabricación aditiva de piezas para turbomaquinaria
La turbomaquinaria es indispensable para la generación de energía. Sus piezas de alto rendimiento presentan diseños complejos y de alta tecnología que deben ser cada vez más robustos y potentes a medida que aumenta la demanda de energía. Además, las piezas de turbomaquinaria deben ser resistentes y fiables, incluso a temperaturas superiores al punto de fusión.
La impresión 3D de metales (DMLS) ofrece, entre otras cosas, las bases tecnológicas adecuadas para aplicar una estrategia de refrigeración optimizada. Las piezas pueden diseñarse y fabricarse para transportar y aplicar energía con un enfoque cada vez más preciso. Los innovadores procesos de reparación, por ejemplo, están revolucionando la eficacia de las piezas de turbomaquinaria al reconstruir las zonas desgastadas directamente sobre la pieza original.
Ventajas de las piezas de turbina impresas en 3D
Mejorar el rendimiento de las piezas
La fabricación aditiva permite fabricar piezas complejas con funcionalidad integrada. También pueden reducirse los costes de las piezas y los plazos de entrega al disminuir la tasa de rechazo.
Acelerar el desarrollo
Directamente a partir de datos CAD: optimizaciones de diseño más rápidas y ciclos de desarrollo más cortos gracias a la creación de prototipos con impresión 3D.
Optimizar el mantenimiento
Reducción de costes gracias a la posibilidad de reparar piezas con canales de refrigeración complejos, menos tiempo de inactividad.
Mejorar la logística de piezas de recambio
Piezas de repuesto bajo pedido: incluso los lotes pequeños pueden fabricarse de forma rentable, lo que reduce los costes de almacenamiento.
HISTORIA DE ÉXITO
Material Solutions & Siemens - Proyecto innovador Resultados excepcionales
La colaboración entre Siemens, Material Solutions y EOS demuestra que la impresión 3D en metal es una tecnología fiable y probada, viable incluso para aplicaciones "móviles", sin ningún compromiso. En el punto de mira: el desarrollo de un nuevo álabe de turbina. La pieza se desarrolló conjuntamente con Siemens NX, se construyó en sistemas EOS y fue producida por Material Solutions.
- Aumento del rendimiento hasta 13 000 rpm
- Tiempo de desarrollo un 75 % más corto y plazo de entrega un 50 % más rápido
- Puede utilizarse con temperaturas ambiente de hasta 1 250 °C
Aspas, inyectores de combustible, quemadores y cámaras de combustión, revestimientos, juntas y carcasas: cuando se fabrican piezas para el sector energético, la integración funcional y la resistencia al calor son los factores decisivos de la longevidad y la selección de procesos. Por estos factores, la impresión 3D industrial abre oportunidades fuera del alcance de los procesos de fabricación convencionales. Las aplicaciones van desde álabes de turbina impresos en 3D hasta soluciones de reparación innovadoras. Descubra en esta página cómo hemos abierto nuevos caminos en turbomaquinaria junto con nuestros clientes.
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HISTORIA DE ÉXITO
Siemens - Frentes de quemador con integración funcional
Siemens confía en un sistema EOS para fabricar frentes de quemador con integración funcional, rediseñados con Siemens NX y fabricados en serie en una EOS M 400-4 de EOS NickelAlloy HX.
La pieza se fabrica como una sola pieza y ya no tiene 13 componentes diferentes Como se utiliza menos material, la pieza es considerablemente más ligera. El plazo de entrega se reduce de 26 a 3 semanas. El menor calentamiento del metal prolonga la vida útil de la pieza.
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HISTORIA DE ÉXITO
Siemens - Gestión optimizada del mantenimiento basada en la impresión 3D
El tiempo de inactividad causado por las reparaciones y los trabajos de mantenimiento es un factor de coste enorme en las plantas de generación de energía a gran escala. Especialmente en el caso de piezas de gran complejidad y canales integrados, el proceso de reparación híbrido basado en DMLS abre oportunidades únicas para ahorrar tiempo y costes. ¿Cómo funciona? Las zonas que sufren desgaste se reconstruyen directamente sobre la pieza original. Esto tiene ventajas de gran alcance:
- No se requieren pasos adicionales de soldadura
- Mejora de la calidad de la conexión entre la zona reconstruida y la parte original
- Se mantiene la alineación de las estructuras internas
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Una tarea exigente y una solución inteligente
Gracias a un sistema EOS personalizado, Siemens consiguió un proceso de mantenimiento preciso y rápido de las puntas de los quemadores sometidas a grandes esfuerzos térmicos en las turbinas de gas. Las reparaciones se realizan construyendo directamente sobre el material desgastado, lo que ahorra tiempo y costes.
- Los tiempos de reparación se redujeron en un 90
- El proceso de reparación se ha simplificado considerablemente
- Se pueden incorporar mejoras técnicas durante las reparaciones
Euro-K
El nuevo quemador es capaz de utilizar combustibles gaseosos y líquidos con la misma eficacia. La nueva geometría optimizada también permite utilizar combustibles líquidos clasificados como difíciles de quemar, como los aceites de fusel que se crean a partir de la destilación del alcohol. Otro efecto positivo es que el innovador diseño del quemador ha permitido reducir el tamaño de la cámara de combustión en un 20%.
Todo lo que necesita en piezas de turbomaquinaria de un solo proveedor
Ofrecemos sistemas robustos con calidad de pieza repetible y una amplia cartera de materiales, capaces de manejar diversas aplicaciones, incluidas las que implican altas temperaturas. Como complemento, también ofrecemos herramientas y software para un control exhaustivo de la calidad y un departamento de consultoría para atender sus necesidades.