Rapid.Tech – competencia concentrada para la fabricación aditiva

En su 11ª edición los días 14 y 15 de mayo de 2014, Rapid.Tech Erfurt consolidó su posición como uno de los principales puntos de encuentro internacionales para la fabricación generativa. Alrededor de 3.500 visitantes de 20 países se informaron durante estos dos días sobre los últimos desarrollos, tendencias y aplicaciones. La oportunidad la ofrecieron no solo más de 78 expositores, sino también 60 conferencias de ponentes de renombre en ciencia, investigación e industria. Dejaron claro: la fabricación aditiva es una tecnología clave de la próxima revolución industrial, y en algunos sectores ya ha comenzado. Casi simultáneamente, del 15 al 17 de mayo, tuvo lugar la segunda Fab.Con 3D, la única feria profesional en Alemania para impresión 3D para el público.

Desde 2004, Rapid.Tech en Erfurt permite a expertos y a quienes se inician, investigadores y usuarios, así como proveedores de máquinas y materiales para la fabricación aditiva, un intercambio de conocimientos intenso, práctico y multidisciplinario. Con jornadas para usuarios, días para diseñadores, foros especializados en aviación, tecnología médica, así como CAD/CAM y prototipado rápido en odontología, la edición de este año ofreció una programación de conferencias sobre AM que es única en su tipo.

La fabricación aditiva influye de manera sostenible en la producción futura

Los procedimientos generativos ya están dando el paso de la tecnología de prototipado rápido a la producción en serie en cada vez más sectores. El Dr. Olaf Rehme, ingeniería, Siemens AG, presentó en su conferencia principal ejemplos del uso industrial ya implementado y señaló que la cadena de procesos de la fabricación aditiva es intensiva en conocimientos. Además, abordó las oportunidades y desafíos. Como desarrollos necesarios, Rehme mencionó, entre otros, los materiales, las reglas de diseño para las piezas, la relación entre productividad y costes, así como la monitorización de procesos y el control de calidad. Finalmente, afirmó que en el futuro los productos podrían almacenarse más en bases de datos que en almacenes, una de las perspectivas. La pregunta “¿La fabricación aditiva - un cambio de juego para la industria manufacturera?” fue respondida por el segundo ponente principal, el Dr.-Ing. Bernhard Langefeld, Roland Berger Strategy Consultants. Basándose en los resultados de un estudio reciente, mostró que, debido al avance en el desarrollo de la AM como método para la fabricación en serie, se ha establecido una nueva cadena de valor para materiales, desarrollo y subcontratación. Con un volumen de mercado total que en 2012 fue de aproximadamente 1,7 mil millones de euros, se espera que en los próximos diez años se multiplique por cuatro. Este crecimiento pronosticado también incluye un mayor uso de componentes de alta tecnología fabricados de forma aditiva en metal. Langefeld citó entre las razones las tasas de fabricación más altas previstas, por ejemplo, mediante el uso de láseres múltiples y más potentes, así como la optimización de la dirección del haz y la reducción de costes en polvos metálicos. Esta combinación de flexibilidad y otras ventajas de los procesos de fabricación generativa hace que la AM sea una tecnología clave para la producción de componentes más potentes, la reducción de procesos de desarrollo, la flexibilización de la fabricación y la realización de la Industria 4.0. Las siguientes dos conferencias principales trataron soluciones innovadoras para la AM. Así, el Dr.-Ing. Oliver Keßling presentó el ARBURG Kunststoff-Freeformer (AKF), un nuevo proceso industrial para la fabricación aditiva, que permite producir componentes complejos a partir de plásticos de serie. Friedemann Lell, Sauer GmbH/DMG Mori Seiki, informó sobre el Lasertec 65 AM, una opción innovadora para la fabricación aditiva en calidad de piezas terminadas. En esta solución híbrida, se integró una máquina de fresado de 5 ejes y el proceso generativo de construcción láser.

Jornada para usuarios – nuevas tecnologías

Con el creciente uso de la AM en la producción en serie, también aumenta la variedad de procedimientos, procesos y máquinas. La jornada para usuarios de este año ofreció en 13 conferencias una visión detallada. Vasyl Kashevko, Instituto de Máquinas Herramienta y Operaciones de Fábrica IWF, Universidad Técnica de Berlín, presentó una prueba desarrollada recientemente para investigar los límites de diseño de los procedimientos generativos. Permite evaluar las opciones de escalado y los límites de fabricación de diferentes características de diseño al usar nuevos materiales en la fusión selectiva por láser. Christian Polzin, Universidad de Rostock, presentó un nuevo método de impresión 3D para fabricar formas cerámicas de óxido de aluminio y carburo de silicio. Ambos materiales de partida tienen aplicaciones amplias en cerámicas técnicas. Por ejemplo, las placas de corte o los auxiliares de sinterización se fabrican con óxido de aluminio, mientras que con carburo de silicio se producen componentes para hornos o cojinetes de deslizamiento. Otros ponentes trataron temas como la impresión 3D por serigrafía, que permite fabricar componentes miniaturizados en grandes series, la tecnología innovadora y ecológica del eColouring, hardware de código abierto, nuevas tecnologías de impresión y desarrollos de software. Además, en la agenda estaban informes de usuarios, como Theresa Swetly, BMW Múnich, quien explicó las posibilidades de uso de componentes fabricados generativamente para asegurar piezas en el tablero de vehículos del fabricante bávaro.

Día del diseñador – posibilidades y límites de los procedimientos aditivos

La libertad de diseño y constructiva casi ilimitada es una de las mayores ventajas de la fabricación aditiva. Al mismo tiempo, esta libertad representa uno de los mayores desafíos para los diseñadores. La creación de componentes generativos sigue reglas propias, que los ocho ponentes del Día del Diseñador abordaron el 15 de mayo de 2014. Las conferencias trataron, entre otros temas, la ampliación del alcance de las reglas de diseño previamente establecidas para diferentes condiciones en la sinterización láser, así como el desarrollo y diseño de un componente estructural de vehículo de carreras metálico con optimización topológica asistida por FEA para la fabricación aditiva. Alexander N. Steiner, netfabb GmbH, presentó una solución de software innovadora que permite desarrollar estructuras complejas inspiradas en patrones naturales mediante cálculo. En la fabricación aditiva posterior, solo mediante el cambio de estructura, se pueden crear componentes con nuevas propiedades a partir de materiales conocidos. Fabian Riß, del Instituto Fraunhofer para Máquinas Herramienta y Tecnología de Transformación IWU, propuso un nuevo enfoque de diseño para la adaptación de estructuras de panal a cargas en superficies libres. El método permite ajustar y adaptar geométricamente las estructuras de panal a superficies libres, aprovechando mejor el potencial de peso ligero en comparación con la fabricación convencional. Además, se pueden integrar funciones adicionales, como una unión optimizada de la capa superior y la reducción del efecto de telegráfica.

AM – gran potencial en la aviación

En la aviación, la AM es una tecnología que ya se utiliza productivamente en algunos ámbitos. Esto quedó claro en la conferencia de Stephan Eelman, The Boeing Company. Ofreció una visión general de los principales campos de aplicación de la fabricación generativa en el mayor fabricante de aviones del mundo y presentó ejemplos seleccionados. A partir de estos, Eelman explicó posteriormente los requisitos y desafíos en la transferencia de los diferentes procesos y materiales de prototipado rápido a la fabricación en serie de componentes aeronáuticos. Alexander Altmann, Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH, presentó un nuevo enfoque para fabricar bloques de válvulas hidráulicas para aplicaciones en aviación mediante el método de fusión selectiva por láser (SLM). Mostró resultados de un estudio en el que, en comparación con componentes fabricados convencionalmente y con rendimiento y costes similares, se pudo ahorrar hasta un 55% de peso. Además, la conferencia de dos días, con un total de 13 ponencias, abordó el proyecto europeo de investigación conjunta RepAIR: doce instituciones investigan bajo la dirección de la Universidad de Paderborn el potencial de la fabricación aditiva en el mantenimiento de aeronaves. Socios como Boeing y Lufthansa Technik prueban escenarios de aplicación integral en procesos de mantenimiento y reparación, considerando temas como requisitos de certificación en el sector aeronáutico, aspectos económicos y factores que influyen en la fabricación aditiva. También se presentaron las posibilidades abiertas por nuevas funciones de software para el diseño de estructuras de rejilla y el aprovechamiento de ventajas específicas de la AM.

Nuevas oportunidades para soluciones personalizadas en tecnología médica

Los procedimientos generativos también están ganando cada vez más importancia en la tecnología médica. Esto quedó demostrado en las doce conferencias del foro especializado de tecnología médica de dos días. Las tendencias en el procesamiento de tejidos fueron presentadas por Paulo Bártolo, Universidad de Manchester, bajo el término Biomanufacturing. Uwe Gbureck, Universidad de Würzburg, informó sobre la fabricación y modificación de fármacos de implantes cerámicos complejos mediante impresión en polvo 3D. Ambos materiales de partida tienen amplias aplicaciones en cerámicas técnicas. Por ejemplo, las placas de corte o los auxiliares de sinterización se fabrican con óxido de aluminio, mientras que con carburo de silicio se producen componentes como elementos de hornos o cojinetes de deslizamiento. Otros ponentes abordaron temas como la impresión 3D de huesos de sustitución basados en fosfato de calcio y el postprocesamiento de estructuras óseas cerámicas impresas en 3D. Ronny Hagemann, Laserzentrum Hannover, presentó un método para la fusión selectiva por láser de aleaciones de platino-iridio. Este material se utiliza preferentemente en implantes biomédicos como marcapasos, debido a sus propiedades biológicas y eléctricas únicas. En los experimentos, se lograron capas homogéneas y completamente unidas al sustrato mediante el método, de forma reproducible. Una serie de conferencias también abordó aplicaciones prácticas de la fabricación aditiva en clínicas. Así, el Dr. Philipp Fürnstahl, Universitätsklinikum Balgrist, explicó que la fabricación aditiva ya ha llegado a los quirófanos. En el hospital, ya se planificaron en 3D y se implementaron con éxito cirugías para 100 pacientes, utilizando plantillas personalizadas.

Avances en 3D en la odontología

Tanto en la consulta dental como en el laboratorio protésico, la tecnología digital se está consolidando rápidamente. El foro especializado “CAD/CAM y Prototipado Rápido en Odontología” informó en dos días en doce conferencias sobre el estado actual y los desarrollos más recientes. Emidio Marco Cennerilli, EGS S.r.l., explicó las últimas tendencias en odontología digital y las tecnologías disponibles actualmente. También ilustró cómo las tecnologías digitales pueden optimizar la comunicación entre dentista, paciente y laboratorio. Dr. Sascha Cramer, Clausbruch, Wieland Dental + Technik GmbH, comparó las propiedades ópticas y mecánicas de los sistemas totalmente cerámicos (vidrio cerámico Leuzit, vidrio de disilicato de litio y zirconio translúcido), que son adecuados para la fabricación digital de restauraciones monolíticas. La Dra. Anna Jacobi, Dentistas Jacobi, Fendt & colegas, presentó las primeras experiencias clínicas con el sistema Replicate. La explicación del procedimiento resaltó que el implante individualizado del paciente se planifica y diseña a partir de una tomografía DVT y la situación clínica digitalizada antes de la extracción. La colocación del implante, que replica la raíz y está equipado con un pilar individual de zirconio, se realiza inmediatamente después de la extracción en el alveolo existente.

Novedades para tocar

Este año, Rapid.Tech ofreció muchas novedades no solo en los foros especializados, la jornada para usuarios y el día del diseñador, sino también en el pabellón de la feria. Por ejemplo, EOS GmbH eligió Rapid.Tech para la primera presentación mundial del nuevo sistema de metal EOSINT M 290. “Nuestra participación en ferias ha sido muy exitosa en el pasado. Por eso, decidimos presentar en vivo la nueva máquina aquí, y el interés superó claramente nuestras expectativas”, informa Stephan Wein, director de ventas regional. Los expositores de Rapid.Tech también detectaron una mayor demanda de máquinas de metal. Frank Borkenhagen, Sales Manager Germany en Praxair Surface Technology GmbH, comentó: “Nuestros polvos metálicos para rociado térmico también pueden usarse en gran medida para la sinterización láser. Por eso, decidimos participar por primera vez en Rapid.Tech. Hemos recibido mucho interés y estamos muy satisfechos con nuestra participación en la feria. Estoy seguro de que también estaremos aquí en 2015”.