additive manufacturing
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www.prodintec.com
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