Manufactura por capas: Prototiopado rápido (layered manufacturing LM)

• Introducción
• Aplicaciones LM
• Manufactura por capas (LM) Definición general
• Estereolitografía (SL) Proceso SL
• Sinterizadoselectivoláser (SLS)
• Deposicióndehilofundido (FDM)
• Híbridos y nuevo desarrollo
• Panorama mundial
• Panorama nacional
• Conclusionesy recomendaciones
• Referencias y bibliografía

RESUMEN: La manufactura por capas (layered manufacturing – LM) comprende una serie de tecnologías de reciente desarrollo y rápida evolución que crean modelos tridimensionales reales (prototipos o productos terminados) capa por capa empleando variedad de procesos y materiales. Sus principales aplicaciones se pueden clasificar en prototipado rápido (rapid prototyping – RP), fabricación rápida de modelos y moldes (rapid tooling – RT) y manufactura rápida (rapid manufacturing – RM). Este artículo presenta una revisión bibliográfica del tema, clasificando las diversas tecnologías según afinidades, describiendo los procesos que aplican, los materiales que emplean, los equipos desarrollados, sus fabricantes y aplicaciones.

PALABRAS CLAVE: Manufactura por capas, estereolitografía, sinterizado selectivo láser, fabricación laminada, deposición de hilo fundido, impresión 30, prototipado rápido, fabricación rápida de modelos y moldes, manufactura rápida.

ABSTRACT: Layered manufacturing (LM) include some technologies recently developed whit a fast evolution that can to create three-dimensional real models (prototypes or final products) layer by layer using various processes and materials. Its principles applications can be classifieds in rapid prototyping (RP), rapid tooling (RT) and rapid manufacturing (RM). This article presents a bibliographic revision about that, classifying the technologies according to its affinities, describing its processes, its materials, equipment developed, fabricants and applications.

KEY WORDS: Layered manufacturing, stereolithography, selective laser sintering, laminated object manufacturing, fused deposition modeling, 30 printing, rapid prototyping, rapid tooling, rapid manufacturing.

Introducción

Tecnologías LM La manufactura por capas (LM) es un proceso de fabricación desarrollado a partir de 1987 por 30Systems (EEUU) que se conoce como prototipado rápido (rapid prototyping). Su desarrollo inicialmente buscó satisfacer la necesidad de crear rápidamente modelos tridimensionales reales que permitieran al diseñador una interacción conceptual y/o funcional con el producto durante las etapas de diseño, dichos modelos se llaman prototipos. Los prototipos se fabricaron entonces en resina polimérica fotosensible inicialmente en estado líquido, el modelo se forma capa por capa, solidificando cada capa mediante la aplicación puntual de radiación UV siguiendo las trayectorias establecidas para la creación de dicha capa y procediendo luego a la solidificación de la siguiente sobre esta. La tecnología descrita se conoce como estereolitografía (stereolithography – SL). Posteriormente se han desarrollado otras tecnologías que han permitido el uso de diversos materiales, entre ellas resaltan el sinterizado selectivo láser (selective laser sintering – SLS) que sinteriza polvos con radiación puntual producida por láser para la formación de las capas, la fabricación laminada (laminated object manufacturing – LOM) que crea las capas de láminas de papel cuyo contorno se corta con láser de precisión adheridas unas a otras, la deposición de hilo fundido (fused deposition modeling – F0M) en la que cada capa se crea por un hilo de polímero fundido que es extruído por una boquilla que sigue la trayectoria establecida para la formación de la capa, la fotopolimerización por UV (solid ground curing – SGC) que a diferencia de la SL solidifica la capa entera irradiando luz UV a través de una máscara que contiene el patrón de dicha capa o la impresión 30 (30 printing – 30P) o proyección aglutinante (direct shell production casting – 0SPC) que emplea la tecnología de inyección de tinta tradicional en la impresión para inyectar aglutinante puntualmente en polvos siguiendo las trayectorias definidas para formar cada capa. La historia del desarrollo de estas tecnologías se presenta en la tabla 1. La tabla 2 presenta las características generales de manera comparativa de las principales tecnologías que componen el campo de la manufactura por capas (LM).

Tabla 1. Historia del desarrollo de la manufactura por capas [1].

Table 1. History of development of layered manufacturing.