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|1|10/06/2014 © 2014 GAIKER Centro Tecnológico10/06/2014
Aplicación de la Fabricación Aditiva
Plástica a la obtención de piezas plásticas
y de composite
3 junio 2014
José Luis Gómez- GAIKER-IK4
|2|10/06/2014
GAIKER-IK4
1
22,9%
41,5%
35,6%
Nacimos como Asociación en 1985
y desde 1997 somos una FUNDACIÓN PRIVADA sin ánimo de lucro
Servicio integral en el campo de los
materiales composites termoplásticos y
termoestables: abordando el desarrollo
/formulación de los materiales, diseño
y su transformación en planta piloto.
Identificando y caracterizando los
materiales desarrollados.
|3|10/06/2014
INDICE
Repaso de Tecnologías de Fabricación Aditiva que utilizan polímeros
Ventajas de la utilización de la Fabricación aditiva
Combinación Fabricación aditiva/Tecnologías de procesado de Polímeros
Experiencia de GAIKER-IK4 en procesos, materiales y proyectos.
Líneas de Trabajo de GAIKER-IK4 en Fabricación aditiva
|4|10/06/2014
2009 - Comité Internacional ASTM F42 sobre tecnologías de fabricación aditiva
TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN ADITIVA
Tipos de Tecnología AM Proceso: Materiales
Material Jetting Modelado Multi – inyección : Fotopolímeros, ceras
Binder Jetting 3DP (3D printing): polvos poliméricos, polvos metálicos, arenas de fundición
Vat Polymerization SLA (esterolitografía): resinas de curado UV, ceras , cerámicas
Material Extrusion Modelado por deposición fundida: termoplásticos, ceras
Power Bed Fusion SLS(sinterizado Laser selectivo): polvos Termoplásticos, polvos metálicos.
SLM (Fusión laser selectiva): Polvos metálicos.
EBM (Fusión por Haz de electrones): Polvos metálicos
Direct Energy Deposition
LMD/LENS (Deposición metálica Laser/ conformado laser): Polvos e hilos Metálicos
Sheet Lamination LOM ( modelado de objetos por laminación): Láminas de papel,
termoplásticos , láminas metálicasFabricación Aditiva
Fabricación
Sustractiva
|5|10/06/2014
VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LAS
TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN ADITIVA
Por ahora ideal para lotes de fabricación pequeños en los que se necesita
flexibilidad de diseño y ciclos rápidos de desarrollo de producto.
Fabricación de piezas pequeñas
Posibilidad de integrar varias piezas en el producto final sin necesidad de
ensamblajes.
Eliminación de la necesidad de moldes para fabricar las piezas finales.
Reducción de la necesidad de stocks
|6|10/06/2014
TECNOLOGÍAS ACCESIBLES
La tecnología de deposición de Filamento extruido de
material termoplástico, es la más económica y
accesible, y representa la base instalada de equipos
de impresión más numerosa.
En 2011 se inicia el desembarco masivo de
impresoras de filamento de bajo coste.
Trabajan con filamentos de 1,75 y 3 mm de diámetro
de ABS y PLA
En el caso de impresoras profesionales de filamento,
utilizan hilos termoplásticos propietarios y se
comercializan en un intervalo de precios de entre los
9.900 $ y 500.000$ en función del modelo de
impresora.
|7|10/06/2014
TECNOLOGÍAS ACCESIBLES
En 2014 expiran las patentes del sinterizado laser selectivo (SLS) de Carl
Deckard y la Universidad de Texas en Austin, y la patente del MIT relacionada
con la tecnología inkjet sobre cama de polvo.
En 2013 se vendieron 348 impresoras de metal lo cual represento un crecimiento
del 75,8 % comparando con el año 2012.
En la Universidad de Michigan trabajan en la creación de una impresora de metal
de bajo coste y código abierto.
En la estereolitografía (SLA) también se ha
iniciado la carrera por el desarrollo y
comercialización de equipos personales de
sobremesa.
|8|10/06/2014
Fabricación directa de piezas (20%)
Prototipado de piezas industriales y profesionales
Elaboración de utillajes y moldes
Reparación de piezas.
Se identifica el sector médico como el de mayor aplicación de
los productos fabricados con esta tecnología (23 %), seguido de
los sectores de automoción (15 %) y aeronáutico (15 %).
APLICACIONES Y SECTORES DE APLICACIÓN
Thinking Ahead the Future of Additive Manufacturing – Analysis
of Promising Industries” DMRC Alemán
Direct Manufacturing Research Center
Desde la perspectiva de mercado las industrias aeroespacial, de
automoción y electrónica serán particularmente proclives a las
aplicaciones de futuro de la fabricación aditiva.
|9|10/06/2014
APLICACIONES Y SECTORES DE APLICACIÓN
Necesidades comunes de los principales sectores
•Piezas con formas adaptadas a las necesidades de espacio
•Integración de piezas
•Aligeramiento de estructuras en base a estructuras reticuladas
• Integración de funcionalidad en las piezas:
• circuitos, sensores, aislamiento térmico, acústico,
• almacenamiento de energía
Combinación de tecnologías Aditivas y materiales.
Combinación de tecnologías aditivas y procesos de transformación de
plásticos y composites
Vía
|10|10/06/2014
SECTOR PERSONAS
Se está fomentando en los centros educativos actividadesrelacionadas con la ingeniería y la fabricación, con las
ciencias biológicas (modelado molecular), con la medicina
(implantes ortopédicos e ingeniería de tejidos), diseño de
moda (calzado, ropa y joyería), con el deporte (equipos de
protección), ciencia forense) arqueología (huesos y
utensilios), el diseño interior (espacios y planificación de
instalaciones) la arquitectura (maquetas)…….
Impulsos
Avances en las tecnologías
Ampliación de abanico de materiales,
Reducción de precios de los equipos
2020 el 50% de los hogares de Europa Occidental y Estados
Unidos tendrán impresoras 3D
Frenos
Experiencia de usuario
Conflictos por la propiedad industrial e
intelectual de las cosas
|11|10/06/2014
GAIKER-IK4:
Transformación de resinas Termoplásticas
Inyección
Fabricación Aditiva
Laminación
Termoformado
Rotomoldeo
Compresión
|12|10/06/2014
GAIKER-IK4: Transformación de
resinas Termoestables y composites
infusión
RTM
SMC / Preimpregnados
Pultrusión
Compresión
Filament
MW
|13|10/06/2014
Combinación de la Fabricación aditiva
con tecnologías de transformación
de plásticos y composites
Fabricación Aditiva plástica:
- Modelos para elaborar moldes de colada de silicona o poliuretano o de moldeo rotacional.
- Moldes directos para coladas de resina
- Moldes de inyección para series cortas.
- Moldes de Termoformado, soplado
Fabricación Aditiva Metálica:
- Moldes o partes de un molde de inyección o compresión con canales de refrigeración con
geometrías libres (conformales).
Moldes y utillajes
Piezas soporte, intermedias para tecnologías de transformación
de composites (Filament winding, preimpregnados)
|14|10/06/2014
OPORTUNIDAD: Utilización de utillaje plástico para la obtención
de piezas plásticas mediante Termoformado, soplado,
colada, moldeo rotacional
Moldeo rotacional
Termoformado
Colada de resinas
Soplado
Utillaje plástico
imprimidoPiezas en material
definitivo
|15|10/06/2014
OPORTUNIDAD: Utilización de utillaje plástico para
la obtención de piezas en materiales finales mediante
inyección de termoplásticos
ABS digital – Polyjet
Resinas Epoxy – SLA
Poliamidas – Alumide – SLS
Ultem, PC - FDM
Entre 1 y 100 inyectadas de material real
Poliamida FV Polietileno
|16|10/06/2014
OPORTUNIDAD: Obtención de estructuras complejas y
tubulares en composite mediante
la utilización de preimpregnados
Estructura multitubular
con preimpregnados
de carbono
Troquelado de
preformas de
prepregs carbono
Colocación del
prepreg Aplicación de vacío
Pieza imprimida
|17|10/06/2014
OPORTUNIDAD: Obtención de estructuras tubulares,
huecas de composite por Filament Winding
Diseño de mandrino
acodado Impresión por partes del
mandrino acodado
Bobinado con fibra de carbono
y resina vinílester
|18|10/06/2014
GAIKER-IK4: Desarrollo y
caracterización de Formulaciones
Formulación
y extrusión
…microscopía, caracterización
física, mecánica, térmica, reacción
al fuego…..
Caracterización reológica…..
|19|10/06/2014
OPORTUNIDAD:
Desarrollo de Filamentos termoplásticos
solublecarga de Talco
Termocrómiconanotubos carbonocarga de grafito
ABSpolipropileno
carga de aluminio
PEHD
carga de madera
carga de corcho
Conductividad eléctrica
elastómero TPO + corcho
carga de pizarra
|20|10/06/2014
OPORTUNIDAD: impresión en materiales definitivos
Polipropileno
GAIKER-IK4
5 años de experiencia en Fabricación Aditiva
29 años Formulando, Procesado y Caracterización de Plásticos y Composites
|21|10/06/2014
PROYECTOS DESTACADOS
GAIKER-IK4
Colaboración en el desarrollo de la impresora y en la
adaptación y generación de Materiales de impresión
|22|10/06/2014
GAIKER-IK4: Nuestras líneas de trabajo
Centrados en el desarrollo de materiales termoplásticos y termoestables
para fabricación aditiva.
En la adaptación de materiales existentes para su transformación por FA
En la obtención de piezas imprimidas con materiales reales
En la combinación de la fabricación aditiva con las tecnologías
de transformación de plásticos y composites en campos como el Tooling y
la obtención de piezas complejas de composite.
En el desarrollo y optimización de procesos de FA en base a nuestro
conocimiento del comportamiento de los Materiales
En la caracterización de prestaciones y obtención de datos para diseño.
|23|10/06/2014
gracias
thank youmerci
eskerrik asko
gracia
s
thank
youeskerrik
asko
eskerrik asko
gracias
grazie
dank
e
evgaristó
spaisívaarigatoShokrán
cám òn qúi vi rhât
Xié Xie
bedank
t
moltes gràcies
khrap
go raibh maith agaibh
matu suksama
ありがとうございます
谢谢 شكرا
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José Luis Gomez
Responsable Procesos y Aplicaciones
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