Panorama general no exhaustivo de empresas de fabricación aditiva por tecnologías propuestas

La fabricación aditiva o impresión 3D industrial consiste en fabricar un objeto real mediante la adición de material, a partir del diseño de un objeto digital gracias a la herramienta de esbozo por software CAD. De un modo global se utiliza cada vez más en la industria, ya sea para el prototipado rápido o para la producción de pequeñas series de piezas de las más distintas formas y modelos en diversos sectores profesionales como la medicina (prótesis, implantes dentales u otros componentes), la aeronáutica o todas las industrias de precisión.
Este proceso innovador presenta varios beneficios: desde la velocidad de manufactura, al ahorro de costes, pasando por la reducción del tiempo de lanzamiento en el mercado.

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Una amplia variedad de materiales (metales, polímeros, cerámicas, etc.) pueden depositarse capa a capa utilizando diferentes sistemas de conformación del material: por fusión, sinterización, polimerización, etc. La norma ISO 17296-2:2015 recoge siete clases de procesos diferentes para la fabricación aditiva.

Ciertos tipos de procesos requieren el uso de un gas industrial o una mezcla de gases de argón, nitrógeno, helio, o incluso toda la gama estándar de gases de soldadura. Estos gases se eligen para cumplir una o más funciones entre las que figuran:

la seguridad (para evitar el riesgo de inflamación de los polvos),
la correcta protección a altas temperaturas contra los efectos oxidantes de la humedad y el oxígeno del aire, para todos los procesos por láser plasma y arco, pero también para la operación de sinterización de polvos metálicos,
el resultado y la calidad, o la reproducibilidad,
el enfriamiento, relacionado con la acumulación de calor de ciertos procesos.

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Impresoras para procesos de impresión 3D

Cuatro impresoras pertenecen a la categoría de sistemas de impresión 3D, cuyos métodos se basan en la utilización de gases industriales:

Fusión de lecho de polvo - Powder Bed Fusion - (DMLS, SLS, SLM, MJF, DMP) incluye impresoras que utilizan un láser (polímeros y metales) o un haz de electrones EBM (metales).
Extrusión de materiales (FDM)
Es el proceso de fabricación aditiva más conocido. Permite fabricar piezas a partir de termoplásticos, o composites, PEEK o PEI, y ahora también a partir de una mezcla en polvo asociada a un aglomerante (proceso derivado del moldeo por inyección MIM).
Proyección de aglutinante
Estas impresoras se basan en la proyección de un aglutinante sobre una capa de polvo (polímero - MJP, o metálico - Binder Metal jetting). Este aglutinante se polimeriza capa a capa. En el caso de los polvos metálicos, al final de la etapa de impresión, las partes denominadas «en crudo» o «Verdes» aún son muy frágiles. Tienen la consistencia del chocolate y, para obtener su completo endurecimiento, deben pasar por una etapa de desaglomerado y sinterización realizada en un horno adecuado.
Deposición de materia por energía concentrada
Diferentes tecnologías basadas en una fuente láser, plasma, arco, etc...

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Entre los otros procesos de impresión 3D para los que no hay demanda de gas, encontramos los tres procesos siguientes:

Fotopolimerización - o estereolitografía SLA - Inventado por Chuck Hull. Estas impresoras polimerizan un material de polímero líquido fotosensible en una cuba o tanque. La operación realizada sucesivamente capa por capa permite obtener la pieza final.
Entre los principales fabricantes podemos mencionar: STRATASYS, 3D SYSTEMS, etc.
Proyección de material polímero
Laminado de hojas (stratoconception) consiste en unir con un adhesivo capas de materiales apiladas (aplicaciones: madera, polímeros, etc.).

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