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Digital Fabrication Lab
Montevideo

Fabricación Digital

Fabricación aditiva vs fabricación sustractiva

La fabricación digital consiste en el uso de un sistema integrado y asistido por ordenador compuesto por herramientas de simulación, visualización en 3D, análisis y colaboración con el objetivo de crear definiciones de procesos de producto y de fabricación simultáneamente.

Este tipo de farbicación, permite que los procesos sean repetibles cuantas veces sea necesario. A su vez, la complejización del objeto, no impacta de forma considerable en el costo de producción. Las posibilidades dentro de la fabricación digital, no se encuentran ligadas a la escala humana.

Las tecnologías de fabricación digital pueden dividirse en dos grandes grupos. Por un lado la fabricación adiitiva y por el otro la sustractiva, cada una de ellas presenta ciertas limitaciones, ventajas y desventajas sobre la otra.

Fabricación aditiva

Es el tipo de fabricación digital, que permite la construcción de objetos en tres dimensiones de forma secuencial, durante un proceso de adición de material por capas. En muchos casos emplea el uso del calor para proporcionar fluidez al material utilizado.

Ventajas

  • No genera desperdicios de material en el proceso.
  • Es posible cambiar las propiedades físicas del objeto.
  • El interior también se diseña.
  • Amplio rango de materiales mecanizables y en expansión: Polímeros, cerámica, cemento, metales, arena, chocolate, entre otros.

Desventajas

  • Procesos costosos.
  • Procesos muy lentos comparados con técnicas de procesos masivos como la inyección.
  • En el caso de la impresión 3D, las dimensiones del modelo se encuentran limitadas a las dimensiones de la cama de impresión.
  • Las piezas fabricadas a partir de impresión 3D suelen requerir algún tipo de limpieza y acabado para lograr sus propiedades y apariencia finales. En muchas ocasiones, el modelo requiere del uso de estructuras de soporte, las cuales son retiradas una vez finalizada la impresión. Estas pueden ser del mismo material de la impresión o de materiales solubles en agua, lo que permite retirarlas con mayor facilidad y un mejor acabado superficial de la pieza.

Tecnologías

  • Impresión 3D:

Polímeros: Modelado por deposición fundida (FDM), sinterización por estereolitografía (SLA), procesamiento de luz digital (DLP), sinterización selectiva por láser (SLS).

Metales: Sinterización directa por láser de metales (DMLS), fusión por haz de electrones (EBM), binder Jetting y fusión selectiva con láser (SML).

Fabricación sustractiva

Agrupa todas aquellas operaciones de formado en las que el material sobrante es removido de una pieza de trabajo inicial. Los procesos más importantes de esta categoría son las operaciones de maquinado tales como torneado, perforado, fresado y rectificado. Se utilizan procesos no tradicionales debido a que emplean el uso de láser, haces de electrones, erosión química, descargas eléctricas o energía electroquímica para retirar el material.

Ventajas

  • Por lo general utiliza los mismos materiales que las técnicas tradicionales.
  • Se obtienen piezas de mayor precisión que los métodos de fabricación aditiva.
  • Proceso repetible.
  • Aprovechamiento de material (nesting)., la optimización de los cortes permite ahorrar material.

Desventajas

  • Generan deseperdicios de material.

Tecnologías

  • Corte Láser
  • CNC (perforadora, torno, seccionadora, router)
  • Corte por chorro de agua
  • Corte plasma
  • Mecanizado por electroerosión (EDM)

Conceptos clave

Para realizar la fabricación de cualquier objeto mediante alguna de las tecnologías mencionadas anteriormente, es necesario entender y manejar los distintos lenguajes para que las máquinas, operarios y softwares interpreten correctamente los proyectos.

CAD

Computer Aided Design
(Diseño Asistido por Computadora)

Archivo que contiene el diseño que va a ser fabricado. Es importante que el diseño no contenga líneas dobles, curvas sin cerrar o elementos no coincidentes.

Software: Autocad, Illustrator, Corel, etc.

CAM

Computer Aided Manufacturing
(Manufactura asistida por Computadora)

Traduce el archivo CAD en un conjunto de instrucciones que la máquina pueda interpretar: CAM= traductor. Este archivo debe contener los elementos/parámetros específicos que la máquina necesitará para la fabricación: velocidades, intensidad, tiempos, etc. Por ello, los planos deben expresar no solo lo necesario para la máquina sino también lo necesario para el operario que configurará la máquina.

Software para generar archivo: Cura (impresión 3d), Fusion 360, etc.

CNC

Computer Numerical Control
(Control Numérico Computalizado)

Se utiliza para crear instrucciones de programación para que una computadora controle una determinada máquina/ herramienta. CNC está relacionado con el proceso de manufactura y mejora la automatización, así como la flexibilidad.