additive manufacturing

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FABRICACIÓN ADITIVA

¿Qué es la fabricación aditiva?

DESCRIPCIÓN

Fabricación Aditiva o Additive Manufacturing. Esta tecnología se basa en la

fabricación de piezas finales funcionales directamente desde CAD mediante

Tecnologías de Fabricación por Capas (LMT).

• Es especialmente interesante para lotes pequeños ya que evita la

inversión en utillajes.

• Recibe también otros nombres como “direct manufacturing”, “direct

fabrication” o “digital manufacturing”

o definición de Additive Manufacturing en http://www.rm-platform.com

Fabricación aditiva

Fabricación aditiva

Esquema de funcionamiento

Objetivos y beneficios: ¿logrados?

Cierto

• Piezas REALES, propiedades reales

• Reducir “time to market”

• Reducir coste formas complicadas

• Unir varias funcionalidades en una pieza

• Generar nuevas funcionalidades

• Reducir errores de montaje, y por tanto coste

• Liberar el Diseño de las restricciones de los procesos tradicionales de fabricación.

• Acceder a nuevos nichos de mercado

• Reducir costes en series cortas:

– “Mass customization”, lote unitario, a medida…

Si, pero …

mejor … casi… o no…

Totalmente

Si, en muchos casos

Totalmente cierto

Si, diferente en metal

Si

Si, es la estrategia

adecuada

genera otros

Nuestro equipo de AM

2 ingenieros especializados en procesos de fabricación aditiva

3 diseñadores especializados en fabricación aditiva

4 operadores de máquina

EOS P-100 EOS P-395

03/2009 03/2011

Polyamida, Alumide 250x200x330 mm

Polyamida 340x340x630 mm

Capacidades AM PRODINTEC

Capacidades AM PRODINTEC

03/2012

Aleaciones metálicas, reactivos 250x250x325 mm

Capacidades AM PRODINTEC

EOS M-280 EOS M-270

03/2007

Aleaciones metálicas 250x250x200 mm

Materiales metálicos en PRODINTEC

Connex 500

02/2005 10/2007 10/2008

EDEN 330 Z-510

Resinas fotosensibles 330x330x200 mm

Escayola, color 250x350x200 mm

Resinas fotosens., Multimaterial 500x400x200 mm

Capacidades AM PRODINTEC

• Volumen max. 3700x5200x3200 mm

• Husillo 28.000 rpm

• Precisión de posicionamiento 7 µm

• Medidor láser de herramienta

• Sonda de palpado

Centro de Mecanizado 5 ejes/AV: Deckel Maho 75 V Linear

• Volumen max. 250x250x200 mm

• Husillos: 50.000/160.000 rpm

• Precisión posicionamiento 0,5 µm

• Resolución 0,1 µm

• Plato divisor 4º y 5º eje

Centro de micromecanizado 5 ejes: KERN EVO

Capacidades AM PRODINTEC: post-proceso mecanizado

• Software orientado a proceso: Magics

• Software específico diseño: 3-Matic

• Software de simulación por elementos finitos (FEA)

con funciones CAD y funciones únicas para mallas de triángulos (.stl)

Capacidades AM: software específico

• Complejidad

• Tamaño:

• Geometría:

↑diseño de soportes y postprocesado (metal)

↓coste material, horas de máquina

• Tamaño: ↑coste material, horas de máquina, post-proceso ↑horas de máquina construyendo en altura

(esbeltas)

15 15

¿Qué influye?

• Tiempo de diseño soportes (metal) • Precio de material €/Kg • Horas de máquina • Tiempo de post-procesado

Factores de coste:

Factores de pieza:

Campos aplicación y ejemplos

Rakes o peines de intrumentación.

- Sondas de presión y temperatura

- Piezas muy complejas de fabricar

- Soportan altas temperaturas

Fabricación:

- Pieza fabricada mediante DMLS de Inconel

- Acabado pulido

- Fabricada de una única pieza

Ejemplo. Rake sector aeronáutico

Proyecto realizado por PRODINTEC para la empresa RAMEM

Ejemplo. Rake sector aeronáutico

Ejemplo . Rake sector aeronáutico

¿Cómo enfriar a la misma velocidad las paredes finas y los cold runner?

¿Cómo hacer los canales requeridos?

Pieza plástico en SAN Luran 368 R Crystal Clear, BASF Temperatura de eyección 100 to 105ºC

Inyección con cold runner y nozzle gate

Inserto inyección con canales conformales

Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción

Sin enfriamiento

Tiempo medio: 152 s Tiempo medio: 6.43 s

Con enfriamiento

Deformación Max. 0,25 mm Deformación Max. 0,1mm

Temperatura Max. 138ºC Temperatura Max. 79ºC

Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción

• Tiempo de enfriamiento de 152 a 7,5 segundos

• Temperatura media de extracción de 128ºC a 68ºC

• Gradiente de temperatura de 12ºC a 4ºC

• Antes: una pieza/minuto, 3/10 buenas

Después: 3 piezas/minuto, 10/10 buenas

• Aumenta el coste del inserto un 10%

• Reducción del tiempo de ciclo y aumento de productividad

• Eliminación de deformación

• Mejora de la calidad superficial y estabilidad dimensional

• Reducción del coste y mejora del margen comercial y beneficio

Mejoras cuantitativas

Mejoras cualitativas

Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción

Herramientas quirúrgicas: 1er diseño para RM

Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.

Herramientas quirúrgicas: 2o diseño para RM

Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.

Herramientas quirúrgicas: 3er diseño para RM

Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.

Herramientas quirúrgicas

Un caso de éxito

Rediseño completo y

fabricación de un juego de

instrumentos

para una cirugía ósea

altamente innovadora

1,9 Kg SS 70 horas desatendida

Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.

26

integración de partes

filos complejos

curvas ergonómicas

personalización

roscas de máquina

aligeradas

piezas largas y huecas

espesor de pared variable

Claves del éxito

Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.

Bomba centrífuga de fluidos

Duración : 8 semanas Coste repuesto: 900€ Plazo entrega: semanas Coste parada: tremendo

ADDITIVE MANUFACTURING

Escanear

Ingeniería Inversa

Rediseño

Mallar

500€

2000€

Bomba centrífuga de fluidos

Ventajas:

• Una sola pieza

Desventajas:

• +1.100€ / pieza

Duración : 8 semanas

Coste repuesto: 900€

Plazo entrega: semanas

Coste parada: tremendo

Duración : +20 semanas

Coste repuesto: +1.100€

Plazo entrega: días

Coste parada: tremendo

Pistola Laser

Estructuras internas

Estructuras internas

Estructuras internas

Ejemplos Aeronáutica

Casos Aeronáutica

Casos Aeronáutica

Casos Aeronáutica

Proyectos AM en Programas Públicos de Ayudas a la I+D+I

• INTELIMPLANT (2007-2010). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa CENIT

• SEDUCE (2007-2010). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa CENIT • RM (2008-2009). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa de Proyectos

de Desarrollo Experimental (DEX) • TRIALPRO II (2008). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa

Innoempresa Suprarregional. • CUSTIMPLANT (2008-2010). Financiado por Consejería de Educación y Ciencia del Principado

de Asturias en Programa de Proyectos Estratégicos de I+D. • ADIRTEC (2009). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa

Innoempresa Suprarregional. • AEROPYM (2009). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa

Innoempresa Suprarregional. • GESDIFF (2010). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa

Innoempresa Suprarregional. • TRANSRM (2010). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa

Innoempresa Suprarregional. • PROSAVE2 (2010-2013). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa CENIT

Proyectos en AM

Proyectos AM bajo contratación directa de empresas

• 4 proyectos con clientes internacionales para el diseño y fabricación de componentes para UAVs y matricería

• 19 proyectos con clientes nacionales. 7 de ellos aplicaciones para aeronáutica.

• Más de 1.700 servicios tecnológicos en AM realizados en el periodo 2006-2011

Proyectos en AM

• 29/09/07 VR@P 2007, Leiría (Portugal)

• 26/02/08 Ponencia en Santander, organizada por CTC Cantabria,

• 16/04/08 Ponencia en la 4ª reunión de la plataforma europea RM, Gijón

• 17/06/08 Ponencia en ADIFAD Barcelona

• 17/09/08 Ponencia en Eslovenia, ICAT 2008

• 18/09/08 Ponencia Leuven (Belgica), en el Materialise Innovation Forum

• 28/09/08 ponencia Jornada sobre RM en LORTEK

• 12/11/08 ponencia Jornada ASERM y BIOCAT aplicaciones biomédicas

• 18/12/08 Ponencia en Gijón, UNIOVI

• 2008 Publicación artículo en ISBN 978-961-248-114-8

Conferencias & publicaciones 2007/08

• 17/03/09 Ponencia en Jornada FESTO sobre RM en Gijón

• 16/04/09 Ponencia sobre técnicas de fabricación, para COITIPA, Gijón

• 00/05/09 Master de Gestión de diseño (UNIOVI)

• 06/07/09 Curso de verano sobre RM (UNIOVI)

• 07/07/09 Ponencia en DI-MAD, diseño para RM, Madrid

• 15/10/09 Ponencia Jornada Prodintec en Madrid

• 17/11/09 Ponencia congreso Iberoamericano CIBIM09, Las Palmas

• 2009 Publicación artículo CIBIM9

Conferencias & publicaciones 2009

• 23/02/10 Ponencia en ASCAM sobre proyecto ADIRTEC

• 15/04/10 Jornada Aeronáutica en UC3 Madrid. Organización-ponencias

• 22/04/10 Ponencia en Materialise World Conference (BE)

• 26/04/10 Ponencia en UC-Madrid sobre proyecto ADIRTEC y Trialpro

• 00/06/10 Master de Gestión de Diseño (UNIOVI)

• 25/06/09 Curso de verano UNIOVI

• 11/11/10 Ponencia en Congreso Máquina Herramienta

• 2010 Publicación Congreso Máquina–Herramienta Bilbao CMH-2010

Conferencias & publicaciones 2010

• 06/04/11 Ponencia en ASCAM sobre proyecto GESDIF

• 19/07/11 Jornada FEMETAL, Gijón.

• 01/10/11 Ponencia en VR@P-2011 Leiría (Portugal)

• 0410/11 Ponencia en ELISAVA (Barcelona) Jornada médico-quirúrgica

• 14/11/11 Ponencia en congreso SPE – EUROTEC 2011

• 15/12/11 Ponencia en ELISAVA (Barcelona) Aplicaciones Industriales

• 2011 Publicación Guía COTEC sobre Fabricación Aditiva

• 2011 Publicación artículo en proceedings VR@P 2011

• 2011 Publicación artículo en proceedings EUROTEC 2011

Conferencias & publicaciones 2011

Centro tecnológico para el diseño y la producción industrial

Fundación PRODINTEC

SEDE SOCIAL

D Parque Científico Tecnológico de Gijón, zona INTRA. Avda. Jardín Botánico, 1345 • Edificio “Antiguo secadero de tabacos” 33203 Gijón, Asturias T +34 984 390 060 DELEGACIÓN EN MADRID

D Incubadora II – Parque Científico de Madrid C. Santiago Grisolía, 2 – 1º 28760 Tres Cantos, Madrid T +34 667 728 947