Los avances recientes en tecnología y en ciencia de materiales han generado nuevas oportunidades, y la fabricación aditiva gana popularidad día tras día. Un ejemplo lo representa Enigma-DED ( https://www.enigma-ded.com/), líder en tecnología avanzada de fabricación aditiva. Esta empresa emplea técnicas DED (método de deposición con energía dirigida) y promueve su uso en la industria de la fabricación aditiva. La revolución que aportan las impresoras 3D a la industria de la ciencia de materiales facilita la modificación superficial de las propiedades mecánicas de los materiales, lo que permite a los científicos alterar sus propiedades, composición y aplicaciones. Existe un aumento acelerado en la tecnología utilizada en la fabricación aditiva para modificar y desarrollar nuevos materiales. Estos materiales innovadores tienen potencial ilimitado en diversos sectores industriales.
La fabricación aditiva tiene una reputación bien merecida como una de las tecnologías más innovadoras y avanzadas, principalmente debido a su extraordinaria capacidad y potencial para revolucionar la creación de nuevos materiales. El campo de la ciencia de materiales ha estado limitado, durante años, en la creación, investigación y modificación de nuevos materiales por la falta de un medio para utilizarlos. La fabricación tradicional empleaba un enfoque homogéneo respecto a los materiales. Este enfoque dificultaba la combinación de materiales utilizada en la fabricación tradicional. Las estrategias del nuevo enfoque aplicado en la ciencia tradicional de materiales han revolucionado el campo y abierto nuevas oportunidades en él.
Hoy en día, se siguen realizando mejoras y cambios en la fabricación aditiva. Uno de los beneficios importantes de la fabricación aditiva es su capacidad para manejar arreglos complejos y densos de diversos metales, así como para simplificar el flujo de trabajo de fabricación. Además, la hibridación de metales abre la puerta al diseño innovador de materiales de ingeniería.
Tomemos como ejemplo la fabricación aditiva Enigma-DED, capaz de producir nuevos sistemas de materiales de ingeniería denominados «materiales con gradación funcional», ofrecidos en una sola pieza. Es posible lograr distintos grados, de forma gradual, de propiedades estructurales y funcionales clave, como dureza, resistencia al calor y conductividad térmica y/o eléctrica. Por ejemplo, una pieza central podría tener un núcleo cerámico resistente al calor con una cubierta metálica flexible en el exterior. Este enfoque de diseño personalizado satisface objetivos de ingeniería extremos y especializados, como los que se encuentran en la industria aeroespacial y en dispositivos médicos, especialmente en metales ligeros, resistentes y biocompatibles. La fabricación aditiva nos permite salir de la limitación impuesta por los procesos y materiales tradicionales de fabricación.
Los procesos de diseño y de iteración asociados al desarrollo de un nuevo material de ingeniería suelen ser complejos y arduos. Por lo general, estos procesos implican largos ciclos de ingeniería de producto repletos de pérdidas de tiempo y ciclos laborales intensivos. La fabricación aditiva elimina dichas pérdidas de tiempo y ciclos laborales mediante la prototipación rápida y los procesos de prueba bajo demanda, lo que permite que el flujo de trabajo se vuelva hiperproductivo.
En Enigma-DED utilizamos la fabricación aditiva para evaluar el rendimiento de nuevos materiales metálicos o cerámicos en cuestión de días, en lugar de semanas, y lo hacemos en pequeños lotes de fabricación. Evaluamos el rendimiento de los materiales en cuanto a resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y estabilidad térmica. Además, podemos generar y fabricar rápidamente composiciones ajustadas de los materiales.
Esta capacidad de iteración rápida ayuda a identificar fallos de diseño desde una etapa temprana e incorporar modificaciones eficientes. Con la ayuda de tecnologías avanzadas de impresión 3D, como la tecnología DED de Enigma-DED, se reduce significativamente el tiempo necesario para completar un ciclo completo de desarrollo de un material. Los prototipos descartados provocan una pérdida de materias primas, pero esta pérdida se minimiza mediante la impresión 3D, lo que también reduce el costo total del ciclo de desarrollo del material.
El rendimiento de un material es el resultado de una combinación de factores: sus propiedades, su estructura y la arquitectura de dicha estructura a escala microscópica y reticular. Conociendo esto, en Enigma-DED utilizamos la impresión 3D para diseñar y fabricar sistemas de impresión 3D metálica que el usuario final puede controlar, obteniendo así materiales. Con este control, podemos crear microestructuras sofisticadas y complejas con granos unidos que aumentan la resistencia un 30 % respecto a los metales forjados mediante métodos más tradicionales.
Uno de los principales beneficios de la fabricación aditiva es la capacidad de controlar la porosidad de las estructuras metálicas. Por ejemplo, la fabricación aditiva puede producir metales resistentes y ligeros que presentan poros diminutos y uniformemente distribuidos, una característica deseable en los sectores automotriz y aeroespacial. Sin embargo, las estructuras metálicas también pueden diseñarse para ser completamente sólidas, lo cual resulta útil en implantes médicos y componentes aeroespaciales que requieren estar totalmente sellados. Este control de la porosidad mejora el rendimiento y la funcionalidad de un material. Estructuras ligeras, resistentes y duraderas, fabricadas para los clientes de Enigma-DED, demuestran estos beneficios.
Enigma-DED utiliza la fabricación aditiva para reducir residuos. En la fabricación tradicional, se desperdicia material en cada etapa del proceso. El desperdicio de materiales de Enigma-DED incrementa los costos.
En contraste con otros tipos de ensayos de materiales, los ensayos de Enigma-DED generan porcentajes de desecho inferiores al 5 %. Otros métodos de ensayo producen porcentajes de desecho del 50 % o más. Los métodos tradicionales desperdician gran cantidad de material, especialmente elementos costosos como aleaciones de titanio y cerámicas avanzadas. El método Enigma-DED ahorra dinero y otros recursos al descartar las piezas de ensayo tras su uso.
Además, la transición desde la fabricación de prototipos de nuevos metales o cerámicas hasta la producción en masa mediante fabricación aditiva es más fluida. El consumo de material es constante y uniforme; no es necesario sobreestimar los requerimientos de material para compensar ineficiencias. Por ejemplo, al producir nuevas aleaciones de titanio para componentes aeroespaciales, ningún proceso de fabricación aditiva exige recortar el material. Esto contribuye a preservar el desarrollo de nuevos materiales y reduce los costos totales para los investigadores.
Las superaleaciones, los metales y las cerámicas frágiles son materiales avanzados. Durante mucho tiempo, las aplicaciones especializadas con materiales avanzados debían procesarse de forma tradicional. La fabricación aditiva está cambiando ahora la forma en que se procesan estos materiales avanzados.
Enigma-DED utiliza la fabricación aditiva para trabajar con cerámicas frágiles: materiales que normalmente se agrietan durante los procesos de trabajo convencionales. Mediante un control óptimo de la temperatura, la impresión por capas y mecanismos de prevención de grietas, la fabricación aditiva resuelve este problema, y ahora es posible utilizar cerámicas frágiles.
Además, la fabricación aditiva también permite el diseño y la producción de metales resistentes a la radiación para la industria nuclear y superaleaciones resistentes al calor para la industria aeroespacial. En la industria nuclear, se espera que los metales utilizados soporten una radiación intensa durante un período prolongado, y las superaleaciones empleadas en la industria aeroespacial deben mantener su integridad estructural durante operaciones a altas temperaturas y resistir condiciones meteorológicas extremas. La fabricación aditiva resuelve una amplia gama de problemas en la producción de materiales especializados y aborda desafíos que han existido en diversos campos, como la fabricación de componentes aeroespaciales y dispositivos médicos.
Noticias de actualidad2025-06-30
2025-07-04
2025-07-01
EN
