Si diseña, fabrica o mantiene maquinaria industrial, esta guía puede ayudarle a juzgar qué piezas son adecuadas para la impresión 3D, qué procesos y materiales elegir y cómo obtener piezas personalizadas sin necesidad de hacer moldes.
No todas las piezas de una máquina necesitan un molde y no todas las piezas son adecuadas para imprimir. Para una pieza específica, se debe considerar si la impresión aporta ventajas reales en términos de costo o velocidad en comparación con el método de fabricación original. No se puede simplemente mirar si se puede imprimir.
Las piezas aptas para la impresión 3D comparten algunas características comunes: formas irregulares, lotes pequeños, cambios de diseño frecuentes o lotes de producción que solo corresponden a un modelo de máquina específico. En el taller, este tipo de componente cubre una amplia gama.
Todas estas piezas no requieren molde y la producción en lotes pequeños también puede controlar los costos.
La impresión 3D no es adecuada para todas las piezas. Si un socio fabricante le dice que puede imprimir cualquier cosa, debe tener mucho cuidado. La producción en masa, las tiradas de producción largas, las estrictas tolerancias dimensionales a escala de miles de piezas y las piezas estructurales metálicas que soportan cargas pesadas aún deben dejarse en manos del mecanizado CNC, el estampado o el moldeo por inyección.
Una forma sencilla de juzgar es esta:
Antes de invertir presupuesto, juzgue con este enfoque y distinga claramente el alcance aplicable de cada proceso.
Quitar el molde cambia algo más que el método de fabricación. También cambia el presupuesto, la programación de producción y la planificación del inventario de repuestos para cada pieza personalizada.
La fabricación tradicional de moldes y machos incluye un coste fijo. Es difícil repartir este costo cuando el lote es pequeño. Si solo necesita un pequeño lote de piezas personalizadas, el costo del molde puede exceder el costo de las piezas mismas. La impresión 3D elimina este coste fijo directamente. El presupuesto se gasta sólo en las piezas que realmente necesita.
El camino de producción tradicional pasa por el diseño, la fabricación de moldes, el moldeo de prueba, la modificación y la producción en masa antes de que se produzca la primera pieza utilizable. La impresión 3D lo comprime para diseñar, imprimir, posprocesar y entregar. En proyectos de modificación y reparación de equipos, esta diferencia se nota de forma muy directa. Cada semana ahorrada en entregas supone una semana más de funcionamiento de la máquina.
No es necesario realizar un pedido de varios miles de piezas a la vez para reducir el precio unitario. Puede realizar pedidos en lotes según la cantidad real de máquinas, los ciclos de mantenimiento o el progreso de la producción de prueba. Primero haga algunas docenas de piezas para la producción de prueba y aumente la cantidad después de confirmar el diseño. No es necesario adaptarse a la cantidad mínima de pedido del molde.
Elija el proceso adecuado y gran parte del rendimiento final de la pieza ya estará garantizado. SLA, FDM, SLS, MJF, SLM, estas tecnologías de impresión 3D manejan la geometría, las tolerancias y las cargas de diferentes maneras.
La impresión con resina SLA se adapta a piezas pequeñas y finas, piezas transparentes, piezas con apariencia suave y prototipos complejos que necesitan una alta apariencia y precisión de ajuste. Cuando necesite mostrárselo a los clientes o verificar la forma y el ajuste antes de la producción en masa, SLA puede realizar la entrega rápidamente.
Si la pieza necesita soportar cargas mecánicas continuamente, es necesario comprobar el rendimiento de la resina con antelación. Antes de utilizar SLA más allá de prototipos y piezas de apariencia, debe verificar los requisitos de carga y fatiga.
La impresión FDM se adapta a soportes, protectores, herramientas y piezas básicas de máquinas, especialmente cuando las necesidades funcionales y de presupuesto son importantes. Tiene un costo unitario más bajo en piezas grandes y los filamentos de plástico de ingeniería vienen en una amplia gama, por lo que la resistencia se puede adaptar a la aplicación.
La impresión de nailon SLS y MJF se utiliza para piezas en condiciones de trabajo reales, no solo para prototipos. Ambos procesos no requieren soportes. Ofrecen una gran libertad geométrica y una buena consistencia de lotes. Los materiales de nailon como PA12 y PA11 pueden cubrir la mayoría de las piezas funcionales de plástico en equipos industriales. Si las piezas necesitan permanecer estables bajo el uso diario y el estrés mecánico, SLS o MJF son más adecuados.
SLM (fusión selectiva por láser) puede fabricar soportes metálicos, estructuras metálicas complejas, piezas livianas y piezas con canales internos que son difíciles de fabricar con el mecanizado tradicional. Puede producir geometrías que el trabajo tradicional con metales no puede lograr fácilmente.
La impresión 3D en metal no es adecuada para todas las piezas metálicas. Después de la impresión, a menudo todavía es necesario planificar el mecanizado, el tratamiento térmico o el acabado de la superficie.
Elegir el proceso correcto es sólo el primer paso. La selección del material es lo que realmente determina el rendimiento de la pieza bajo carga real una vez instalada.
PA12 tiene propiedades mecánicas equilibradas, buena estabilidad dimensional y buena resistencia química. Para piezas funcionales generales que no enfrentan impactos extremos o altas temperaturas, PA12 es una opción adecuada.
PA11 es adecuado para piezas que soportan impactos, vibraciones o cargas mecánicas repetidas, como protecciones de equipos y herramientas que se mueven o vibran durante el funcionamiento. Sacrifica algo de rigidez por una mayor tenacidad. Es más adecuado para piezas que necesitan permanecer flexibles bajo carga.
Las resinas de ingeniería son adecuadas para piezas pequeñas y de alta precisión que requieren detalles finos. Al seleccionar materiales, es necesario evaluar en conjunto el rango de temperatura de funcionamiento, la carga, el contacto químico y la vida útil de la pieza.
PEEK, PEI y otros polímeros de ingeniería de alta temperatura pueden soportar un calor que los plásticos estándar no pueden soportar. Estos materiales se utilizan cerca de equipos que generan calor, como motores y calentadores. El nailon estándar se ablandará y deformará en estas posiciones.
La selección del material no puede basarse únicamente en la clasificación nominal de resistencia al calor. La temperatura de trabajo a largo plazo, la carga mecánica y el entorno circundante también afectan el rendimiento real de la pieza.
La impresión 3D es muy adecuada para fabricar repuestos y piezas de reparación. Las máquinas a menudo pueden funcionar durante décadas, pero es posible que no se suministren piezas originales durante ese tiempo.
La vida útil de los equipos industriales suele superar el período de suministro de las piezas originales. Los proveedores dejan de fabricar productos, se cancelan números de piezas y las cantidades mínimas de pedido superan las necesidades de una sola reparación. Estas situaciones no son infrecuentes.
La impresión 3D puede reconstruir estas piezas descontinuadas basándose en archivos CAD originales, muestras físicas o modelos de geometría de ingeniería inversa. Obtendrá piezas de repuesto que se pueden utilizar directamente. No es necesario seguir esperando a un proveedor que hace tiempo que dejó de producir esa pieza.
La producción bajo demanda puede evitar que el espacio de almacén y el capital se vean inmovilizados por piezas de repuesto que sólo se utilizan una vez cada pocos años. Imprimir cuando sea necesario es más práctico que mantener piezas en stock que tal vez nunca se utilicen.
Una pieza que cuesta sólo decenas de yuanes puede provocar que el equipo de producción se apague durante horas o incluso días. Al evaluar la adquisición de repuestos, debe calcular la pérdida por tiempo de inactividad junto con el precio de la pieza. Si nos fijamos únicamente en el precio unitario de la pieza, resulta difícil ver el coste total.
Factor | Impresión 3D | Mecanizado CNC | Moldeo por inyección |
Estampación | No se requiere ninguno | Solo accesorios | Se requiere molde |
Volumen bajo | Ajuste fuerte | Buen ajuste | Alto costo |
Geometría compleja | Excelente | Limitado por el acceso a la herramienta | Limitado por el diseño del molde. |
Personalización | Alto, parte a parte | Alto | Bajo una vez labrado |
plazo de entrega | Días | Días a semanas | Semanas a meses |
Alto volumen | El costo aumenta por pieza | Costo moderado por pieza | Mejor ajuste |
Cambios de diseño | Actualizar el archivo y reimprimir | Reprogramar y remecanizar | Nuevo molde o reelaboración costosa |
Lotes pequeños, geometría personalizada, tiempos de entrega urgentes y renuencia a invertir en costos de moldes. Las modificaciones de equipos, las herramientas de una sola vez y los repuestos de equipos viejos tienen en su mayoría estas características. La impresión 3D tiene más ventajas en estos escenarios.
Las piezas estándar de gran volumen se adaptan mejor al moldeo por inyección. Cuanto mayor sea la producción, menor será el costo unitario. Las piezas con tolerancias de mecanizado ajustadas se manejan mejor con CNC. Los componentes que deben soportar cargas mecánicas extremadamente altas generalmente requieren procesamiento de metal tradicional o CNC para cumplir con las especificaciones.
Xunjie admite la impresión de metales SLM, la impresión de plástico FDM, la impresión de resina, la impresión de nailon HP MJF y SLS, la fundición al vacío y el mecanizado CNC. Podemos hacer coincidir el proceso correcto con la pieza.
Desde soportes de prototipos únicos hasta lotes repetidos de piezas de repuesto, nos encargamos de la selección del proceso, la confirmación del material y el posprocesamiento. Nos aseguramos de que las piezas se instalen y funcionen correctamente. Envíanos tus planos y te indicaremos la solución más adecuada.
1. La pieza de mi máquina industrial está rota, pero el fabricante original ya no la produce. ¿Puede la impresión 3D ayudar en caso de emergencia?
En realidad, esta situación es bastante común, especialmente en equipos antiguos que han sido utilizados durante siete u ocho años. La ventaja de la impresión 3D es que no es necesario ningún molde. Incluso si solo haces una pieza, el costo no será excesivamente alto. Puede traernos la parte antigua para escanearla o remodelarla. Lo imprimimos utilizando plástico de ingeniería o material metálico. Puede instalarlo y usarlo de inmediato. Como mucho más rápido, podrás conseguirlo en dos o tres días.
2. ¿Es suficiente la resistencia de las piezas impresas en 3D? ¿Se agrietarán después de unos días de uso?
Depende de cómo elijas el material y el proceso. Para carcasas, soportes, tapas de engranajes y otras piezas que no soportan mucha fuerza, el nailon o el ABS son suficientes. Su resistencia es similar a la de las piezas moldeadas por inyección y el uso diario está completamente bien. Para áreas críticas de carga, puede elegir nailon reforzado con fibra de carbono o impresión en metal. La resistencia a la tracción puede alcanzar decenas de megapascales y algunas son incluso más fuertes que las piezas fundidas. La clave es elegir el material en función de las condiciones reales de trabajo.
3. ¿Puedes imprimir piezas de metal o solo piezas de plástico?
Podemos hacer ambas cosas. Para los plásticos, tenemos materiales industriales comunes como nailon, ABS, PC y TPU. Para metales, podemos fabricar acero inoxidable, aleaciones de aluminio y aleaciones de titanio. Pero la impresión en metal cuesta más que la de plástico. Generalmente es adecuado para aplicaciones de alta temperatura y alta resistencia, como carcasas de bombas y válvulas y piezas de transmisión. Si no estás seguro de qué material elegir, puedes enviarnos los dibujos. Lo recomendaremos según el entorno de trabajo de la pieza.
4. Nuestras piezas deben entrar en contacto con aceite y refrigerante. ¿Los materiales de impresión 3D son resistentes al aceite?
Tanto el nailon como el PC tienen buena resistencia al aceite. Especialmente el nailon difícilmente se hinchará o deformará cuando se empape en aceite mineral o líquido de corte. Si se trata de un ambiente ácido fuerte o álcali fuerte, entonces necesita materiales especiales como PVDF o PPS. En entornos normales de lubricación industrial y aceite hidráulico, los plásticos de ingeniería normales son suficientes.
5. ¿Qué pasa si no tengo dibujos en 3D? ¿Puedes imprimir solo desde una parte física?
Sí, puedes. Envíenos una muestra y utilizaremos un escáner 3D para convertirla en un modelo digital. Después de arreglar los detalles, podemos imprimirlo. Si la pieza está desgastada o rota, también podemos completar las piezas faltantes según el escaneo, para que obtenga una pieza completamente nueva.
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