La impresión 3D empieza mucho antes de que aparezca la pieza
Cuando pensamos en una impresora 3D, normalmente imaginamos el movimiento de un cabezal, un láser o una plataforma construyendo una pieza capa por capa.
Pero existe otra forma de fabricar mediante impresión 3D en la que uno de los elementos más importantes es prácticamente invisible: la luz.
En tecnologías basadas en DLP®, un sistema óptico proyecta imágenes sobre el material fotosensible para solidificar determinadas zonas de cada capa. La precisión y velocidad de este sistema tienen un impacto directo sobre la productividad de la máquina.
Aquí es donde empresas como Visitech están desarrollando tecnologías destinadas a llevar la fabricación aditiva desde el prototipado hacia la producción industrial.
Visitech desarrolla sistemas de proyección LUXBEAM® para fabricantes de máquinas de impresión 3D, buscando combinar alta resolución, productividad, repetibilidad y grandes áreas de construcción.
¿Qué es DLP® y por qué es importante?
DLP® (Digital Light Processing) utiliza un dispositivo digital de microespejos para controlar la proyección de luz.
En lugar de dibujar cada punto de una pieza individualmente, el sistema puede proyectar una imagen correspondiente a una sección completa de la capa.
Esto permite que grandes cantidades de información geométrica sean procesadas rápidamente.
El concepto puede resumirse así:
Modelo 3D → generación de imagen → proyección de luz → solidificación → nueva capa
La precisión de la imagen proyectada determina en gran medida la precisión con la que puede fabricarse la geometría.
Por eso, el sistema óptico no es simplemente un accesorio de la impresora.
Es parte fundamental del proceso de fabricación.
De la impresora al sistema de producción
Uno de los principales retos de la fabricación aditiva industrial es aumentar la producción sin sacrificar calidad.
Una solución sencilla sería instalar más impresoras.
Pero eso también significa:
Más equipos.
Más espacio.
Más mantenimiento.
Más operadores.
Más sistemas que controlar.
Mayor complejidad logística.
Visitech plantea otra estrategia: aumentar la productividad de cada sistema.
Su tecnología scrolling permite desplazar uno o varios motores de luz sobre una superficie de construcción mucho mayor. De esta manera, el área de construcción deja de estar limitada únicamente por el campo de proyección estático.
¿Qué significa “scrolling” en impresión 3D?
Imaginemos una impresora convencional con un proyector fijo.
El proyector tiene un campo determinado.
Si queremos fabricar una pieza más grande, necesitamos aumentar ese campo o incorporar otros proyectores.
La tecnología scrolling introduce movimiento.
El sistema óptico puede desplazarse sobre el área de construcción y proyectar diferentes secciones.
De forma simplificada:
Proyección 1 → desplazamiento → Proyección 2 → desplazamiento → Proyección 3 → ...
El resultado es un área de fabricación mucho mayor sin tener que depender exclusivamente de un único campo de proyección.
Visitech describe esta arquitectura como una forma de ampliar significativamente el área de construcción y aumentar el rendimiento de los sistemas DLP de fabricación aditiva.
Más piezas por ciclo
El verdadero objetivo no es simplemente fabricar piezas más grandes.
También es poder fabricar más piezas en cada ciclo.
Imaginemos una plataforma donde normalmente caben 20 componentes.
Si la tecnología permite ampliar considerablemente el área de construcción, podrían colocarse muchos más componentes dentro de un mismo proceso, dependiendo de la máquina, material y geometría.
Esto cambia la economía de la fabricación aditiva.
La pregunta deja de ser:
¿Qué tan rápido puedo imprimir una pieza?
Y pasa a ser:
¿Cuántas piezas puedo fabricar de manera repetible y rentable por hora?
Visitech identifica precisamente el throughput, el costo por pieza y la repetibilidad como factores esenciales para que la fabricación aditiva sea económicamente viable a escala industrial.
La resolución también importa
Aumentar la velocidad no sirve de mucho si la calidad de la pieza disminuye.
Por eso Visitech trabaja con sistemas de diferentes resoluciones, incluyendo soluciones 4K y otras orientadas a aplicaciones de alta precisión.
Su familia LUXBEAM® incluye sistemas destinados a impresión estática, configuraciones apiladas y aplicaciones scrolling. También cuenta con soluciones μSLA orientadas a microimpresión 3D de alta precisión.
Esto permite utilizar diferentes arquitecturas dependiendo de la aplicación.
Una pieza grande y relativamente sencilla puede necesitar una estrategia diferente a un componente diminuto con detalles microscópicos.
Cuando varios proyectores trabajan juntos
Otra estrategia consiste en apilar diferentes motores de luz.
En una configuración estática, varios proyectores pueden trabajar conjuntamente para aumentar el área cubierta y la productividad.
En una configuración scrolling, estos sistemas pueden combinarse con movimiento para ampliar todavía más el área de fabricación.
Visitech señala que sus sistemas pueden utilizarse en configuraciones estáticas, apiladas y dinámicas, permitiendo a los fabricantes adaptar la arquitectura del sistema a sus necesidades de producción.
Esto convierte al sistema de proyección en una especie de módulo de construcción tecnológica que puede integrarse en diferentes máquinas.
No todas las aplicaciones utilizan el mismo material
La tecnología DLP no está limitada a una única clase de material.
Los sistemas de Visitech están orientados a diferentes aplicaciones de fabricación aditiva, incluyendo estereolitografía, impresión 3D de alta precisión, bioimpresión y procesos de powder bed fusion, dependiendo del sistema utilizado.
Esto es particularmente interesante porque demuestra que una misma plataforma tecnológica puede evolucionar hacia diferentes mercados.
La óptica, la electrónica, el software y el procesamiento de imágenes trabajan conjuntamente para controlar cómo se entrega la energía al material.
El verdadero desafío: pasar a producción
Durante años, una de las principales promesas de la impresión 3D fue fabricar prototipos rápidamente.
Pero la industria está avanzando hacia una pregunta mucho más exigente:
¿Puede la fabricación aditiva producir miles o millones de componentes de manera competitiva?
Aquí aparecen nuevos indicadores:
Costo por pieza.
Productividad.
Tiempo de ciclo.
Repetibilidad.
Disponibilidad de la máquina.
Consumo energético.
Calidad.
Rendimiento del material.
Mantenimiento.
Visitech ha señalado recientemente que la industria está pasando de centrarse únicamente en las capacidades de las máquinas a evaluar si esas capacidades generan valor real de producción.
La importancia del “coste por pieza”
Una impresora puede ser técnicamente extraordinaria y aun así no ser rentable.
Si tarda demasiado en producir cada componente, el costo final puede hacer que una alternativa convencional siga siendo superior.
Por eso aumentar el número de piezas producidas por hora puede tener un impacto mucho mayor que simplemente aumentar la velocidad de movimiento de una máquina.
La tecnología scrolling busca precisamente atacar esta limitación aumentando el área útil y el volumen de producción de los sistemas DLP.
En otras palabras:
Más área + más piezas + alta resolución + repetibilidad = mejor economía de producción.
De la impresora 3D a la fábrica digital
Este cambio también modifica la forma de entender una impresora 3D.
Ya no necesariamente hablamos de una máquina independiente que fabrica una pieza.
Hablamos de un sistema de producción digital.
El flujo puede ser:
Diseño CAD → preparación digital → proyección → fabricación → postprocesamiento → inspección → producción
Y todos estos procesos pueden integrarse dentro de una cadena industrial automatizada.
Visitech se posiciona precisamente como proveedor de tecnología para los fabricantes de máquinas, suministrando los subsistemas ópticos que permiten construir este tipo de equipos.
¿Qué significa esto para el futuro?
La evolución de la fabricación aditiva probablemente no estará determinada solamente por impresoras más grandes.
También dependerá de tecnologías capaces de hacer que esas impresoras sean:
Más rápidas.
Más precisas.
Más productivas.
Más confiables.
Más económicas.
La tecnología de Visitech muestra una parte menos visible pero fundamental de esta evolución: la óptica y la proyección digital que permiten convertir información digital en material físico.
La impresora puede ser la máquina que vemos.
Pero detrás de ella existe todo un sistema de iluminación, óptica, electrónica, software y procesamiento de datos que determina qué tan rápido y precisamente puede fabricarse una pieza.
La próxima revolución puede estar en la luz
La fabricación aditiva está dejando atrás la etapa en la que simplemente buscábamos demostrar que una pieza podía imprimirse.
El siguiente desafío es producirla en volumen, con calidad constante y a un costo competitivo.
Y para conseguirlo, cada elemento de la cadena cuenta.
Materiales.
Software.
Movimiento.
Control térmico.
Óptica.
Y, sobre todo, la capacidad de convertir millones de instrucciones digitales en imágenes precisas a una velocidad suficiente para producción industrial.
Ahí es donde tecnologías como las desarrolladas por Visitech adquieren especial importancia.
Porque el futuro de la impresión 3D industrial no solamente se está construyendo con plástico, metal o cerámica.
También se está construyendo con luz.
Visitech: tecnología detrás de la fabricación aditiva
Visitech desarrolla subsistemas de imagen DLP® para fabricantes de máquinas de fabricación aditiva, con soluciones orientadas a alta resolución, productividad, grandes áreas de construcción y producción industrial. Su plataforma LUXBEAM® incluye soluciones estáticas, apiladas y scrolling.
Visitech – Additive Manufacturing
REFERENCIAS
https://visitech.com/scrolling-additive-manufacturing-technology
https://visitech.com/industries
https://visitech.com/scaling-additive-manufacturing-for-real-production-volume