Esta guía explica cuándo son adecuadas las piezas de repuesto impresas en 3D, cómo juzgar si la pieza obsoleta que tiene en la mano se puede imprimir y cómo convertir muestras antiguas o dibujos poco claros en piezas utilizables.
La fabricación tradicional necesita suficiente volumen de producción para distribuir el costo. Cuando una pieza todavía está en producción en masa, la cadena de suministro funciona con normalidad. Una vez que se descontinua la pieza, el sistema de suministro original se vuelve difícil de sostener.
Los equipos a menudo duran más que las piezas. Es habitual que los equipos industriales funcionen durante diez o veinte años. Pero es posible que sus piezas de soporte ya no se fabriquen al cabo de unos años. Una vez que una pieza deja de fabricarse, el OEM deja de suministrarla. Los proveedores que todavía lo fabrican tienen plazos de entrega largos. Cada vez son menos los que están dispuestos a aceptar pedidos de lotes pequeños.
Para los compradores B2B, el costo de las piezas descontinuadas es mucho mayor que el dinero gastado en la pieza en sí. Todos los días el equipo está inactivo esperando piezas, lo que genera pérdida de producción, horas extras de mano de obra y retrasos en las entregas. Se trata de una cadena de costes adicionales.
La fabricación tradicional requiere que primero se preparen las herramientas. Los moldes de inyección y los accesorios CNC sólo tienen sentido cuando el volumen de producción es alto. Para piezas de repuesto en lotes pequeños, el costo de las herramientas puede ser mayor que el de la pieza en sí. Fabricar sólo unas pocas piezas de reparación simplemente no es rentable.
Para decidir si utilizar la impresión 3D, hay que tener en cuenta tres cosas: coste de las herramientas, precio unitario y plazo de entrega. No existe un umbral de cantidad fijo. Calcule el costo de la pieza específica y quedará claro.
Cuando la demanda involucra las siguientes situaciones, la impresión 3D suele ser más adecuada:
La impresión 3D no necesita costes de moldes ni accesorios. Cuanto menor sea la cantidad necesaria, más obvia será la ventaja de la fabricación sin herramientas.
Esta situación se aplica directamente a:
La ingeniería inversa combinada con la fabricación digital puede convertir una muestra física directamente en una pieza utilizable, que ya no está limitada por el suministro original de fábrica.
Las piezas de repuesto tradicionales primero requieren encontrar un proveedor, negociar cantidades mínimas de pedido, preparar las herramientas, luego la producción y el envío. Cada paso añade tiempo de espera.
La impresión 3D puede medir o reconstruir directamente el modelo CAD, luego imprimirlo, posprocesarlo, inspeccionarlo y enviarlo. El ciclo se acorta claramente. El tiempo de entrega real depende del tamaño de la pieza, la cantidad, el material y los requisitos de inspección y posprocesamiento.
Algunas dimensiones afectan directamente el montaje y la función. Necesitan atención adicional, como los diámetros de los orificios, las superficies de contacto, las áreas de ajuste a presión, las interfaces roscadas y las características de alineación.
Si una pieza de repuesto necesita encajar en un conjunto existente, no basta con tener dimensiones generales similares a las de la pieza original. Primero debe identificar qué dimensiones deben controlarse estrictamente y cuáles pueden tener cierta tolerancia.
Temperatura, carga mecánica, contacto químico, exposición a los rayos UV, humedad y desgaste o fricción. Confirme cada uno de estos uno por uno.
Elija el material según cómo funciona realmente la pieza y dónde se utiliza. Esto es más importante que restaurar la apariencia de la pieza antigua o el material original. Dos piezas pueden parecer similares en la superficie, pero si el entorno de uso es diferente, el material requerido también será diferente.
La mayoría de las piezas obsoletas no tienen archivos CAD existentes, pero esto no suele afectar a la producción posterior.
Antes de comenzar, puede proporcionar uno o más de los siguientes:
La falta de archivos CAD no impide la fabricación de piezas de repuesto. Antes de modelar, basta con añadir un paso: medir o escanear la pieza.
El proceso básico es el siguiente: pieza física, medición o escaneo 3D, reconstrucción CAD, verificación del diseño, fabricación.
Para piezas con geometría compleja, el escaneo 3D es mucho más rápido que la medición manual. Es especialmente conveniente para áreas difíciles de medir, como superficies curvas y superficies irregulares.
Las piezas antiguas pueden tener algunos diseños que eran razonables hace décadas pero que no son ideales hoy en día, por ejemplo:
Las piezas de repuesto no necesitan copiar exactamente la geometría de la pieza original. La ingeniería inversa combinada con la optimización del diseño puede hacer que las piezas de repuesto sean más duraderas que las originales.
Pero un recordatorio: los componentes certificados o críticos para la seguridad no deben cambiar su diseño original sin la revisión y aprobación adecuadas.
FDM es adecuado para fabricar soportes, placas de cubierta, manijas, juntas, accesorios y piezas simples de mayor tamaño. Tiene bajo costo y suficiente fuerza. También es rentable para piezas grandes.
Pero el acabado de la superficie FDM, la unión entre capas y el rendimiento de los detalles son bastante promedio. No es adecuado para piezas de repuesto con requisitos de alta precisión.
SLA es adecuado para piezas mecánicas pequeñas, carcasas finas, perillas, cubiertas y piezas de repuesto de apariencia. Ofrece detalles finos, superficies lisas y alta precisión dimensional.
Las diferentes resinas varían mucho en rendimiento. Al seleccionar resina para piezas funcionales, es necesario confirmar su durabilidad mecánica a largo plazo.
La mayoría de las piezas de repuesto funcionales que producimos utilizan procesos SLS y MJF. Incluyen soportes, ajustes rápidos, carcasas, tuberías, piezas mecánicas y piezas de repuesto en lotes pequeños.
Estos dos procesos tienen buenas propiedades mecánicas, alta libertad geométrica y producción por lotes estable. El posprocesamiento tampoco necesita la eliminación del soporte. Cuando necesita varias piezas de repuesto idénticas, MJF o SLS son más prácticos que FDM o SLA de escritorio. Esto es especialmente cierto para las compras B2B.
La impresión 3D en metal es adecuada para piezas de alta temperatura, soportes metálicos, estructuras ligeras complejas y piezas en condiciones de trabajo exigentes.
Pero sus costos de material y producción son mucho más altos que los de los procesos plásticos. Sólo se debe elegir cuando la pieza realmente necesite propiedades metálicas. La clave es observar el uso real de la pieza.
Función de pieza original | Categoría de material | Opciones de ejemplo |
Estructurales o portantes | Plásticos de ingeniería o metal. | Nailon (PA), aluminio, titanio. |
Carcasas y cubiertas | Plásticos de uso general | Resina tipo ABS, PA12, filamento tipo PETG |
Alta exposición al calor | Materiales de alta temperatura | Resina de alta temperatura, acero inoxidable, aluminio. |
Piezas flexibles o de sellado | Materiales elastoméricos | TPU, resina flexible |
Exposición química | Materiales resistentes a productos químicos | Material similar al PP, PA, metales seleccionados |
Puntos de desgaste o fricción. | Materiales resistentes al desgaste | Compuestos de nailon, material relleno de PTFE, metal |
La exposición prolongada al calor, al aceite, a los productos de limpieza, a la luz ultravioleta o a las vibraciones provoca requisitos de materiales completamente diferentes.
La resina común está bien para prototipos únicos. Pero en un ambiente con aceite caliente o solventes industriales, fallará en unas pocas semanas.
Confirme las condiciones de trabajo claramente antes de imprimir. Esto es mucho más seguro que solucionar el problema después de una falla en el sitio.
Factor | Impresoras 3D | Fabricación Tradicional |
Herramientas necesarias | Ninguno | Una variedad de dispositivos, moldes o configuraciones dedicadas |
plazo de entrega | pocos dias | Semanas a meses, herramientas incluidas. |
Costo a bajo volumen | Bajo costo | mas caro |
Costo en alto volumen | Mayor costo a escala | Utilizado a menor costo a escala |
Cantidad mínima de pedido | Ninguno | Requerido |
Cambios de diseño | Capaz de realizar cambios a bajo costo. | Los cambios requieren procesos largos y costosos |
La impresión 3D resuelve muchos problemas de piezas obsoletas, pero no es la opción adecuada para todas las situaciones.
Cuando la demanda se estabiliza en una cantidad grande y continua, el moldeo por inyección y otros procesos tradicionales tienden a ofrecer una mayor ventaja de costos una vez que se amortiza el uso de las herramientas.
Ciertos entornos de alta carga, alta temperatura o alto desgaste todavía requieren materiales y procesos tradicionales específicos que superen a las alternativas actuales impresas en 3D.
Las piezas vinculadas a maquinaria crítica, sistemas de seguridad automotriz, aplicaciones aeroespaciales o médicas están sujetas a estándares estrictos, certificaciones de materiales y requisitos de verificación. El hecho de que una pieza sea imprimible no significa que esté aprobada automáticamente para su uso en estas aplicaciones.
Xunjie ayuda a los clientes B2B a mantener en funcionamiento los equipos antiguos cuando se descontinuan las piezas originales. Nuestro equipo cubre ingeniería inversa, selección de materiales y múltiples procesos, incluidos FDM, SLA, SLS, MJF e impresión en metal.
Sólo necesita proporcionar una muestra dañada o un dibujo antiguo para comenzar el proyecto. Por favor envíenos los detalles de la pieza descatalogada que necesita. Le ayudaremos a convertirlo en un reemplazo impreso en 3D confiable.
1. ¿Se puede comparar la resistencia de las piezas de repuesto impresas en 3D con las piezas originales moldeadas por inyección?
Depende principalmente del material y del proceso de impresión que utilice. Los plásticos de ingeniería como el nailon, la PC y el ASA son lo suficientemente resistentes para piezas de repuesto impresas en 3D en condiciones de uso normal. Si la posición soporta una fuerza relativamente grande, sugerimos hacerla más gruesa o directamente usar nailon reforzado con fibra de carbono. Para ser honesto, puede que no sea más resistente que la pieza original moldeada por inyección. Pero resolver el problema de "no puedo comprarlo" es mucho mejor que no tener nada.
2. ¿Puedo hacer una pieza de repuesto impresa en 3D si solo tengo una pieza vieja rota y no tengo dibujos?
Sí, puedes. Para piezas simples, solo necesita medir algunas dimensiones clave para dibujarlas, como casquillos, perillas, soportes y placas de cubierta. Para piezas más complejas, puede enviárnoslas para escaneo 3D y modelado inverso. Muchas piezas obsoletas en realidad no tienen una estructura compleja. La fábrica original simplemente ya no los produce. Entonces hacerlos no es tan problemático como podría pensar.
3. ¿Se pueden fabricar piezas de repuesto impresas en 3D de metal? ¿O pueden ser sólo de plástico?
En la actualidad, fabricamos principalmente piezas de repuesto impresas en 3D a partir de plásticos de ingeniería. Esto se debe a que la mayoría de las piezas originales de equipos domésticos e industriales ligeros son de plástico y la demanda de reemplazo se concentra en esta área. La impresión 3D en metal también está disponible, pero el coste es mucho mayor. Generalmente sólo es adecuado para condiciones de trabajo especiales. Si su pieza original es de metal pero la carga no es alta, en muchos casos puede utilizar plástico de ingeniería de alta resistencia como sustituto. También te daremos consejos.
4. Si las piezas de repuesto impresas en 3D tienen roscas, ajustes rápidos o engranajes, ¿es la precisión suficiente?
Se pueden fabricar roscas métricas comunes, estructuras de ajuste a presión y engranajes rectos comunes mediante impresión 3D. La precisión normalmente se puede controlar dentro de aproximadamente ±0,2 mm. Con un pequeño ajuste, el ajuste funcionará. Si se trata de engranajes o estructuras muy precisas que necesitan una alta transmisión de carga, sugerimos utilizar materiales de nailon o fibra de carbono. Es posible que también necesiten un lijado posterior o un procesamiento secundario.
5. ¿Cuánto tiempo pueden durar generalmente las piezas de repuesto impresas en 3D? ¿Envejecerán rápidamente?
Depende principalmente del material y del medio ambiente. El PLA normal puede durar varios años en interiores a temperatura normal. Pero no es resistente a altas temperaturas y humedad. El nailon, el ASA y el PC son mucho más duraderos. También pueden resistir al aire libre o en ambientes de alta temperatura. Siempre que elija el material adecuado, la vida útil de las piezas de repuesto impresas en 3D no es mucho más corta que la de las piezas originales moldeadas por inyección. Pero para las piezas fatigadas sometidas a estrés a largo plazo, la vida útil puede ser más corta. Aún así, como solución de sustitución de piezas descatalogadas, ya es una opción muy práctica.
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