¿Cómo crear de forma diferente con DMLS®?
Blog sobre fabricación aditiva
13 de julio de 2021 | Tiempo de lectura: 4 min
Hoy en día, teniendo en cuenta todas las ventajas que ofrece la tecnología de impresión 3D de metales DMLS®, diseñar un nuevo producto se ha convertido en algo tan fácil como hornear un pastel, ¡incluso sencillo!
Una receta para crear un producto sorprendente
Mostraré cómo diseñamos un bolígrafo utilizando todas las ventajas y la libertad que ofrece la fabricación aditiva.
Déjame darte la receta para combinar todos los ingredientes e imprimir un producto fantástico.
Los ingredientes:
- Una idea de partida
- Un equipo que piensa con originalidad
- Un toque de experiencia
- Un puñado de conocimientos sobre el proceso AM
- En EOS M 290
- Una pizca de EOS Titanium Ti64
- Un poco de paciencia con algunos bucles de iteración (No es fácil esperar a que el "pastel" esté listo para comer)
Como de costumbre, es muy recomendable una gran dosis de creatividad.
Inicio del proceso de diseño
A veces, el principal reto es el punto de partida. Lo mismo que ocurre con las tartas: No es fácil elegir el adecuado entre tantas posibilidades: todos parecen apetitosos.
En este caso concreto, la elección de diseñar un bolígrafo surgió de una conversación "casual" con mis colegas. La idea era crear algo familiar que usáramos a diario, pero que, al mismo tiempo, pudiera mostrar la mayoría de las ventajas del proceso de AM -como producir algo con un diseño atractivo- y, al mismo tiempo, ampliar los límites de esta asombrosa tecnología.
Añada un toque de experiencia en diseño
A la hora de pensar en formas eficientes de diseñar este bolígrafo, la AM viene como anillo al dedo, ya que ofrece libertad de diseño. La posibilidad de crear y producir casi cualquier forma -por compleja que sea- sin las limitaciones de la fabricación convencional es, de hecho, el último sueño de todo diseñador. El diseño biónico es un ejemplo perfecto que describe este concepto.
Sin embargo, esta receta es puramente un proceso de diseño; no se ha aplicado ninguna técnica de optimización.
El diseño biónico permite a diseñadores e ingenieros realizar estructuras y objetos inspirados en los organismos naturales de su entorno: las formas suaves son el resultado de un proceso bien diseñado en el que la naturaleza utiliza sólo la cantidad necesaria de material. El diseño biónico se utiliza ampliamente en el proceso de diseño aditivo y puede, por ejemplo, combinarse con técnicas de optimización topológica. El objetivo es siempre crear el componente perfecto. Cumplir todos los requisitos utilizando la mínima cantidad de material.
Añadir un puñado de conocimientos sobre el proceso de impresión durante la fase de diseño
El bolígrafo consta de tres piezas diferentes: el capuchón y dos piezas diferentes que, una vez ensambladas, forman el alojamiento del recambio del bolígrafo. En el diseño de las tres piezas influye la dirección de impresión: teniendo en cuenta la forma del bolígrafo, la mejor opción es imprimir en vertical. ¿Por qué? Para que quepa el mayor número posible de piezas en la plataforma de construcción, reduciendo así los costes de producción y creando la mejor calidad de superficie posible. Por lo tanto, las tres piezas están diseñadas para ser completamente autoportantes, luego no hay necesidad de una estructura de soporte.
El principal reto al que tuvimos que enfrentarnos fue implementar un "mecanismo", una integración funcional para los componentes, con el fin de permitir la inserción y, en el futuro, la sustitución del cartucho de recarga de tinta. La solución: una corona axial-simétrica en ambos lados. Las ventajas: Fácil montaje y desmontaje del cuerpo de la pluma. De esta forma, puede sustituir un cartucho de tinta vacío y, además, disponer de suficiente rigidez en la propia pluma.
EOS Titanium Ti64 es el mejor candidato para este tipo de aplicación. Ofrece casi las mismas prestaciones que el acero inoxidable en cuanto a rigidez, pero es casi tan ligero como el aluminio. Tras cinco vueltas de diseño, llegamos al sistema de cierre definitivo. La alta definición del proceso EOS Ti64 Performance (30 µm) permite un ajuste perfecto entre las superficies y la fuerte conexión de las piezas. Además, la alta definición del proceso permite la implementación de logotipos y otros tipos de personalización (por ejemplo, el nombre del propietario o el nombre de un evento especial o cualquier otra cosa).
Una vez completado el diseño, el siguiente paso es preparar los datos para el proceso de impresión. El proceso DMLS®requiere un mínimo de estructuras de soporte para fijar la pieza a la plataforma de construcción. Las estructuras de soporte suelen ser necesarias para completar con éxito el proceso de impresión. Sin embargo, conllevan el uso de más material y un mayor tiempo de impresión y postprocesado. Además, las superficies a las que se conectan sufren en términos de calidad final. Sin embargo, es esencial mantener las piezas fuertemente conectadas a la plataforma de construcción. Esto permite disipar todo el calor generado durante las múltiples fases de exposición.
Por eso se nos ocurrió la idea de desarrollar un tipo especial de soportes específicos para estas piezas, denominados "soportes de puntales". Se crea una fina capa de material con un pequeño hueco, que los mantiene fuertemente unidos a la plataforma de construcción. Una capa muy fina de polvo separa los soportes de las piezas, lo que garantiza una alta calidad de la superficie. Naturalmente, para encontrar la forma perfecta de los soportes, la distancia de desplazamiento correcta y los parámetros de impresión adecuados, realizamos un DoE (Diseño de Experimento) utilizando EOSPRINT.
El siguiente paso es la simulación del proceso. Gracias a software como Amphyon © de Additive Works, es posible tener una vista previa del proceso de impresión. De esta forma, se pueden evitar posibles fallos o distorsiones y garantizar la calidad final.
Imprima todos los ingredientes con el EOS M 290 y espere hasta que el trabajo esté listo
Como ya se ha dicho, otro paso esencial en este proceso es el tratamiento posterior, porque mejora la calidad de la superficie. En este caso, la decisión final fue utilizar un proceso de granallado en las piezas y luego pulirlas con una máquina de volteo.
En definitiva, al igual que ocurre cuando se hornea un pastel, se pueden conseguir resultados asombrosos utilizando los ingredientes adecuados, respetando el procedimiento y añadiendo un toque de creatividad.
