La velocidad relativa: tortugas, liebres y fabricación aditiva

¡Muy buenas a todos!

En esta ocasión vamos a hablar sobre uno de los hándicaps de la fabricación aditiva: la velocidad.

Está claro que comparando el tiempo de impresión contra el tiempo de inyección de un molde, claramente la impresión sale perdiendo. Punto y final, el molde gana.

Pero en esta vida todo es relativo y se dice que con lógica se puede demostrar hasta las teorías más disparatadas.

Vamos a darle la vuelta y para no alargarlo mucho vamos a ir al grano.

Imagen 1: Comparativa PROS y CONTRAS para Molde y AM. * MOQ Minimun Order Quantity

Por un lado tenemos una tecnología muy rápida pero con ciertas desventajas. Al tiempo de fabricación hay que sumarle todo el tiempo previo: fabricación del molde, validación del modelo, puesta a punto, etc… y esto para cada molde.

Y por otro, la fabricación aditiva, que cada vez se están  desarrollando tecnologías más enfocadas a la producción que pretenden elevar la línea de cruce entre la rentabilidad de fabricar por AM vs inyección (Imagen 2). Y que además permite fabricar de forma simultanea varios modelos y alternar entre ellos sin necesidad de cambiar el útil.

Imagen 2: Comparativa de precios para la fabricación de piezas en serie.

¿Entonces, a qué viene lo de la velocidad relativa?

A que a día de hoy nuestra forma de consumir está cambiando. Queremos tener los productos de forma inmediata y con una mayor personalización. Además, cada vez los productos tienen un ciclo de vida menor, duran menos en el mercado y/o tienen que actualizarse constantemente para no quedar desplazados. Como ejemplo, ¿cuánto tiempo duró en le mercado el antiguo Nokia 3310 y cuánto dura ahora cualquier smartphone?

Por lo tanto, si se tiene en cuenta que cada vez se fabricarán menos unidades de cada producto* o que este se ha de ir modificando. Puede que para muchos productos no salga rentable el molde (no solo por precio, sino por tiempo) y por lo tanto no sea tal esa ventaja en la velocidad de fabricación. Y de repente el tiempo de impresión y el coste por unidad en la fabricación aditiva ya no parezca tan alto.

¡Y de esta manera la velocidad relativa está del lado de la fabricación aditiva!

* Una pequeña aclaración aquí, no quiero decir que esto suceda con todos los productos del mercado. Pero puede que no salga rentable para ciertos productos fabricar muchas unidades, almacenarlas y que en ese tiempo se queden obsoletas. O tener que fabricar más unidades de las necesarias para llegar al MOQ.

La fábula de la tortuga y la liebre

Otro aspecto aspecto a valorar sería el hecho de la velocidad de consumo. Al tener que fabricar un mínimo,  muchos fabricantes se abastecen para largos periodos,  lo que significa que la velocidad en la producción en sí no les aporta nada,  puesto que se podría satisfacer su demanda a la velocidad de impresión de forma continua para ese espacio de tiempo, ahorrando también en espacio y gasto de almacenaje y el poder disponer de ese dinero al no tenerlo invertido en stock.

Esto conlleva otra ventaja,  al producir de forma escalonada, también lo será el pago. Además la producción se amoldará mejor a la demanda. Pudiendo llegar incluso a casos donde se tenga un archivo virtual de componentes y estos se fabriquen a razón de su consumo.

Pero, observemos la fábulas. Las fábulas siempre nos las han contado con un fin: que aprendamos una lección. Lo que le ocurre a estos personajes de ficción es completamente extrapolable a nuestra realidad. ¡Y nuestro caso no puede ser menos!

Si el mundo fuera perfecto, la liebre habría corrido rápido hasta la meta y todo el mundo habría sido previsor como la hormiga y tendría en stock todo el material que necesita. Pero el mundo no es perfecto y siempre nos acordamos de las cosas a última hora y es a última hora que nos entran las prisas.

Supongamos lo siguiente:

  • Se fabrican por molde de una vez todas las unidades necesarias para 6 meses y esta previsto recibir más material al finalizar dicho mes.
  • Al 5º mes por el motivo que sea nos quedamos sin stock y con el plazo de entrega que nos dan no llegamos a cumplir con la producción.

Es aquí donde la tortuga gana a la liebre. Que por rápida que sea y por mucho que corra, ya no le dará tiempo a llegar a la meta antes que la tortuga.

¡Además, si no llegamos, siempre podemos poner más tortugas a imprimir!

Conclusión

La conclusión es que todo es relativo y como habéis podido ver, no hay que guiarse por un solo parámetro. Una tecnología no excluye a otra. Por mucho que aumente la velocidad, la fabricación aditiva no sustituirá por completo a las otras tecnologías. Se integrará y normalizará su uso y será una herramienta más.

Por tanto, analizar y valorar bien todas las opciones y elegir para cada componente y situación la tecnología más adecuada.

¡Muchas gracias y un saludo!

 

Mecanizando piezas impresas en 3D

El mecanizado de plástico es un procedimiento muy común en la industria. Existe una gran variedad de polímeros y muchos de ellos se pueden mecanizar.

¿Pero que ocurre si intentamos de mecanizar una pieza que ha sido impresa en 3D?

¿Que tiene de diferente mecanizar una pieza impresa a una de molde o un bloque?

La diferencia es simple, una es un bloque solido y la otra son capas formada por perímetros y una malla interna. Antes de continuar, aclarar que nos referimos a piezas impresas en FDM.

Si miramos cualquier descripción con las características de los materiales, nos solemos encontrar con “admite mecanizado”, por ejemplo el ABS. Otros, como el PLA no admite mecanizados. Podéis probarlo simplemente con un cúter y un trozo de filamento. Con el ABS es muy sencillo sacar lascas con el PLA no.

Esto va en base a si el material se puede o no mecanizar. Es más, el Nylon y el POM se mecanizan de forma habitual  y es fácil trabajar con ellos, imprimirlos, ya es otra historia. Pero en todo este tiempo, al menos en mi caso, nunca he visto una pieza mecanizada mas allá de pasarle un taladro a un orificio. Es más, siempre se refieren a lijar, pulir y taladrar.

Como habéis podido ver en el vídeo, aquí vamos más allá y directamente hemos puesto una pieza en el torno. Por cierto, seguro que alguien lo ha hecho ya, pero no he conseguido encontrar vídeos ni información al respecto. En la impresión en metal sin embargo, el mecanizado es una operación muy común.

¡Mecanizado!

La diferencia fundamental entre una pieza impresa y otra de molde o mecanizada es básicamente que las piezas impresas son huecas. Muchas veces nos preguntan: ¿Y si le tengo que hacer un taladro a una pieza impresa? La respuesta es simple, si necesitas un orificio lo incluyes en el diseño, sino, una vez traspases las paredes, dependiendo del relleno, encontraras la pieza hueca.

¿Entonces, para que sirve mecanizar la pieza?

Supongo que cada uno tiene unas necesidades diferentes, lo importante no es para que sirve, es saber que se puede hacer y como hacerlo.

Pero, el ejemplo lo tienes en el video.

LA PIEZA

Se trata de un cilindro de  diámetro 80mm x 100 mm de altura. El orificio interior tiene las dimensiones para encajar con el eje de una bomba de agua.

Imagen 1: Procesos de impresión en Simplify3D

 

 

 

 

 

 

 

 

Está impreso en PETG con una boquilla de 0,4mm. El interior de la pieza varia de densidad de relleno cada 20mm, con capas macizas entre los rellenos. En total 4 densidades de relleno diferentes: 30, 40, 60 y 70%. Esto se ha conseguido asignado diferentes procesos en Simplify3D.

Además la pieza cuenta con 6 perímetros, que junto a la boquilla de 0,4 proporciona una pared de 2,4mm de espesor.

Ajustando el diámetro interno

El mecanizado en general, es capaz de ofrecer unas tolerancias que desde luego el FDM no puedo igualar. Puede darse el caso de que necesites un gran ajuste entre dos piezas, no tienen por que ser las dos impresas, o una determinada rugosidad superficial. Rectificas el diámetro hasta conseguir el ajuste óptimo.

En nuestra prueba se trataba de ajustar el eje con chavetero de una bomba dentro de la pieza impresa.

Para realizar esta operación sin llegar al relleno de la pieza es necesario tener una buena pared.

6 perímetros * 0,4mm= 2,4mm de espesor, más que suficiente para ajustar el eje sin llegar a la malla.

¡LA TOLERANCIA DE TU IMPRESORA!
Adapta tu forma de trabajar a las capacidades de tu máquina. Realizando un par de tests podrás determinar la tolerancia que le has de dar a tus diseños para que tus piezas se ajusten a tus necesidades.
Imagen 2: ranura para el chavetero

Una vez introducido el eje en la pieza, este se emplea para sujetar la pieza en la mordaza del torno. Si recordáis, en el artículo anterior, para anclar el rodete a el motor de la bomba se empleaba un eje con chavetero.

Acabado superficial y el diámetro externo

La siguiente operación consiste en quitar una fina capa de material del exterior del cilindro, de esta forma, podríamos conseguir un acabado superficial uniforme, con una determinada rugosidad superficial, o ajustar el diámetro exterior.

¿Que ocurre si eliminamos material más allá de de las paredes de la pieza?

Lo importante está en el interior

Realmente, este fue uno de los motivos por los que hicimos este test, en los dos últimos artículos hemos estado hablando sobre el rodete de una bomba: como imprimirlo y los resultados del test.

El objetivo era que partiendo de una pieza, ir reduciendo el diámetro hasta obtener el resultado requerido. Mecanizando la pieza se pueden realizar los test sin necesidad de imprimir nuevamente.

Al eliminar los perímetros exteriores de la pieza, teníamos que averiguar si se puede mecanizar una pieza impresa y que densidad ha de tener para que la pieza no quede debilitada en esa zona.

Versión corta, mas de un 40% de relleno ofrece una malla tan compacta que puedes eliminar los perímetros sin afectar a la integridad de la pieza, por otro lado, un relleno bajo afectaría sin duda a la integridad de la pieza, seguramente se rompería durante el propio mecanizado.

Podéis probarlo fácilmente, imprimir un cubo al 5% de relleno y otro al 30% y probar con un punzón o destornillador atravesar la pared, o bien cortar la pieza por la mitad y veréis la diferencia.

Conclusiones

Está claro que una de las principales ventajas de la fabricación aditiva es la posibilidad de trasladar un diseño digital al mundo físico de una forma sencilla y con una libertad de diseño que otras tecnologías no pueden igualar.

Al diseñador le permite ver, tocar, montar y probar sus diseños, para poder optimizarlos y es este feedback es el gran atractivo que ofrece la fabricación aditiva. Por este motivo nos pareció interesante saber hasta donde y de que manera se puede modificar una pieza impresa, para permitir modificarla in situ para trasladar esos datos al diseño de la pieza y generar un flujo de trabajo más dinámico.

Muchas gracias a todos, espero que os halla gustado y aprendido con este artículo, y no dudes en preguntar cualquier duda que os surja.

¡Hasta pronto!

 

 

Caso práctico: rodete de una bomba

¡Muy buenas a todos!

En el artículo anterior valorábamos cómo enfocar una pieza, el rodete de una bomba de agua, y como imprimirla para obtener el resultado deseado. Se trataba de saber la finalidad de la pieza e imprimir a razón de ello, sin penalizar el tiempo de impresión.

En este artículo analizaremos el comportamiento de la pieza durante los ensayos realizados con ella.

Finalidad

Realizar un prototipo funcional para poder realizar unas pruebas en el banco de trabajo. La pieza en cuestión, el rodete, se montó en un motor de 30cv de potencia. Como podéis imaginar, si la pieza es débil, cuando empiece a moverse no quedará de la pieza ni la primera capa, de ahí la importancia imprimir como toca.

Pero aquí no vamos a valorar más como se hizo, vamos a valorar los resultados de la prueba.

Objetivo

Validar el uso de la tecnología FDM para realizar los prototipos empleados en el banco de pruebas.

No se busca la producción, ni que tenga la misma vida útil que las piezas actuales, se trata de obtener las curvas características en un ensayo antes de producir las piezas.

Ensayo

Una vez instalado el rodete en el eje de la bomba y todo debidamente conectado se pone en marcha la misma. Transcurridos 30 minutos de funcionamiento sin incidentes da comiendo el test.

Mediante la apertura o cierre de una electroválvula se genera la perdida de carga en el sistema para obtener la curva característica de la bomba. Una vez realizado el test se procede a analizar los resultados.

Resultados

Al tratarse de un prototipo de un modelo completamente nuevo no había ninguna expectativa sobre los resultados. Se obtuvo un rendimiento superior al 70% en un rango comprendido entre 14 y 20 metros de columna de agua.

Estos valores son muy positivos y más teniendo en cuenta que se trata de la primera iteración y la primera pieza impresa. El objetivo es sustituir el actual rodete de latón que trabaja entre un rango de 6 a 18 mca. Se tendrá que modificar el diseño hasta obtener la curva característica deseada.

Segunda iteración.

Hay diferentes formas de modificar la curva característica, modificando el diámetro, cambiando el angulo de los álabes, etc… En este caso, se modificará el diámetro externo del rodete.

Mediante mecanizado se procede a eliminar 10mm de diámetro a la pieza (sí, ya sé que es PLA, no os volváis locos y sí, el siguiente post tratará sobre el mecanizado de piezas impresas). De esta manera se pueden realizar diversos tests hasta conseguir la curva característica deseada . La otra opción reimprimir modificando el diámetro, pero cada pieza tarda más de 50 horas.

Lamentablemente, cuando estaba en el punto de máxima carga durante la siguiente prueba la pieza rompió a la altura del chavetero, es la parte que más esfuerzos soporta y tras la primera prueba y un mecanizado…

Conclusiones

Este test nos ha permitido obtener una gran cantidad de información no solo a nivel de las pruebas que se realizaron con la pieza.

  • El FDM aprueba el test: a partir de ahora esta empresa dispondrá en sus instalaciones de su propia impresora para poder realizar todos sus test.
  • Curva característica: el prototipo impreso en FDM les ha permitido realizar las pruebas y avanzar en el diseño de la pieza.
  • Rotura de la pieza: La rotura de la pieza no es un “fallo”. La rotura nos indica el camino a seguir en siguientes piezas:
    • Elegir nuevos parámetros para hacer la pieza aún más resistente. Sí, el famoso Human Multiplier.
    • Rediseñar la zona en cuestión, al menos en la versión imprimible, para reforzar el chavetero, esto además permitiría hacer la pieza más sencilla de imprimir. Es decir, diseñar para la impresión 3D (DfAM).
  • Mecanizar piezas impresas: de esto hablaremos con más detenimiento en el siguiente post.
  • Resistencia de la pieza: personalmente, he de reconocer que me sorprendió que una pieza impresa en PLA PRO resistiera tanto, además de mover esa cantidad de agua. Pensaba que la presión en los álabes separaría las capas de la pieza, pero han aguantado de sobra. Incluso la rotura del chavetero se puede solucionar con un poco de DfAM. Esto demuestra que con PLA se puede imprimir prácticamente todo, sin complicarnos con otros materiales. Los siguientes prototipos se imprimirán probablemente en PETG, para facilitar el mecanizado.

Antes de acabar

Sé que este artículo no ha tratado sobre ningún aspecto técnico de la impresión, pero creo que puede arrojar un poco de luz a todos aquellos que se están planteando incorporar la impresión 3D. Puede que no diseñen turbinas ni nada similar, pero todo es extrapolable. Se trata de analizar detenidamente la idea y valorar como llevarla a cabo.

El siguiente artículo será más divertido y es consecuencia directa de este test:

¡Mecanizando piezas impresas!

¡Muchas gracias a todos y nos vemos en el siguiente post!

¡Por cierto, darle like y compartirlo si os a gustado!

 

Nuevo parámetro de impresión: Human multiplier

En este artículo vamos a hablar de un nuevo parámetro de impresión 3D!

Un parámetro fundamental que puede marcar significativamente nuestra forma de trabajar!

Lo curioso es que no lo encontrarás en ningún programa de laminado!

Y poca gente te hablará de forma clara de él, es el HUMAN MULTIPLIER!

Bueno, es mentira, me lo acabo de inventar, pero necesitaba un nombre para lo que os voy a explicar.

Como ya sabéis hay muchas formas de imprimir una pieza, se ha de tener en cuenta que tipo de impresión de quiere hacer, la dirección de las capas, en fin generar un buen gcode.

Pero dentro de los límites en los que podemos trabajar siguen habiendo diferentes maneras de obtener nuestra pieza. Además, muchas veces nos influirán  “parámetros” externos al propio proceso de fabricación.

Os voy a explicar mediante un ejemplo práctico como valorar una pieza para optimizar y emplear correctamente nuestros recursos: tiempo, material, máquina, etc.

LA BOMBA.

Recientemente hemos realizado una pieza para un cliente:el rodete de una bomba. Es una pieza grande que requiere de muchas horas de impresión, así que lo primero que tenemos que hacer es analizar la pieza.

El análisis

Tenemos que estudiar su geometría y valorar su posición de impresión, como va a trabajar, donde necesitaría soporte en cada posición…

En este caso, se eligió la posición pensando en evitar soportes innecesarios. O mejor dicho, soportes donde no nos interesa, sobre la superficie de los alabes.

Con una pieza  pequeña/mediana esto no supone muchas veces una gran diferencia, pero si buscamos realizar piezas de gran formato o piezas funcionales nuestra valoración a la hora de imprimir será sin duda alguna determinante.

La finalidad

Es importante conocer también cual es la finalidad de la pieza:

Estética: si nuestra pieza va a tener un componente estético o visual puede que convenga más una posición de impresión que mejore el acabado de la parte visible. Esto suele implicar mucho soporte, peroSI esa es la pieza que necesitamos, no queda otra que tirar de horas!

Prototipo: si esa pieza fuera para probarla en nuestras instalaciones y no es tan importante el acabado, podremos ahorra en tiempo y soportes.

Pieza funcional: para este caso, lo mejor es diseñar pensando en la tecnología que empleemos, solo así conseguiremos buenos resultados.  Y si es solo un prototipo funcional, elegir los parámetros precisos para conseguirlo. ¡OJO! puede que no sea posible realizarlo en FDM por mucho que nos empeñemos.

Consejo para estos casos: usa tu impresora para adelantar en la fase de diseño y hacer pequeñas pruebas (ahorraras tiempo y dinero). Una vez seguro, emplea un servicio de prototipado que te realice la pieza otra tecnología de fabricación aditiva o por mecanizado, que para eso están!

Nota

También hay que tener en cuenta si se le dará algún acabado superficial como con XTC por ejemplo.

Esto puede influir mucho en nuestro  tipo de impresión, y no solo por posición de impresión o la cantidad de soporte, también por la altura de las capas. Si le aplicamos resina para “eliminar” las capas, podemos imprimir a una mayor altura de capa y ahorrar tiempo.

El Human Multiplier

¡Volvamos a lo nuestro!

Una vez que ya has acotado como va a ser tu impresión, existe un rango en el que jugar con los parámetros, por ejemplo, para bajar las horas de impresión o la cantidad de material empleado.

Y este es el factor que yo denomino Human multiplier.

Siguiendo con nuestro ejemplo:

Hemos determinado la posición, soportes y demás. Es un prototipo para un producto en fase de diseño, pero necesitamos una pieza resistente (ya sabréis el porqué). Ahora es donde nuestra valoración de la situación va a influir definitivamente en nuestra impresión.

Perfil de impresión

Altura de capa 0.3mm
Perímetros 2
% Relleno 20
Material 1.2Kg
Tiempo 35 horas

Esta pieza, para el perfil inicialmente elegido daba un tiempo de impresión de 35 horas y 1,2 kg de material. A pesar de tener el escalonado en los alabes se decide hacer a 0,3 para bajar las horas de impresión .

Vamos  a intentar reducir el material para no tener que gastar más de una bobina. Bajo el porcentaje de relleno, elimino parte de los soportes, etc… pero aun así el peso no baja del kilo.

¿Qué ocurre ahora?

O se pone a imprimir o APLICAMOS el Human Multiplier,

En esos momentos, tenemos una pieza que va a tardar 35 horas y que va a gastar 1,2 kg de material así que  solo hay una cosa que hacer: aplicar el human multiplier.

¿Cómo lo aplicamos?

Revisando nuestro proceso de impresión. Necesitamos una pieza resistente, va a tardar más de 35 horas y va a gastar más de una bobina pase lo que pase, así que…DE PERDIDOS AL RIO.

Bajamos la altura de capa a 0,2 mm así mejoramos el acabado de los alabes, aumentamos el relleno y los perímetros. Con eso estaremos en 1,5 kg y  50 horas, pero puestos a gastar horas, ¡al menos lo haremos bien! Pero como decía antes, si tenemos que imprimir una pieza de estas características y no podemos  ahorrar donde nos interesa le daremos otro enfoque e intentaremos hacerla lo mejor y resistente que podamos.

¿Por qué?

Porque es mejor una impresión de 50 horas pero con calidad que gastar 30 en algo que está en el límite. Al fin y al cabo la máquina trabaja sola y la pieza estará cuando acabe por mucho que nos sentemos a esperar delante de la maquina.

La impresión tardará el tiempo que sea preciso. Una impresión que la hagamos a medias y ahorrando donde no se debe será una impresión perdida y tocará repetirla.

Con lo que nuestra pieza serán 50 horas de impresión y 1,5 kilos de material.

Cuando valoremos esto, también tenemos que tener en cuenta nuestra carga de trabajo. Ya que si tenemos que imprimir más piezas y vamos mal de tiempo, no interesa que la máquina este ocupada tanto tiempo en una sola pieza. Estos factores externos nos acotarán también nuestra impresión y también se deben de considerar al aplicar el Human Multiplier.

Conclusión

A pesar de que las piezas  se pueden imprimir de muchas formas siempre tendremos que valorar el modo adecuado. En muchas ocasiones la forma más correcta no está relacionada con los parámetros de impresión en sí sino con la valoración que realicemos de la pieza y nuestros recursos ( material, tiempo de impresión , finalidad, carga de trabajo, etc)

Como ya he comentado con anterioridad, un buen gcode es fundamental para una buena impresión y enfocar bien las piezas es incluso más importante que elegir los parámetros correctos para que funcione la máquina.

Con esto además quiero decir que no siempre hay que buscar el ahorro de tiempo cuando imprimamos, las impresiones tardarán el tiempo que necesiten y si para conseguir la pieza perfecta la máquina ha de imprimir 50 horas en lugar de 40… en fin, de perdidos al rio!

Qué te ha parecido?

Espero que te haya sido útil y que te ayude a enfocar mejor como imprimir tus piezas!

En el siguiente artículo comentaremos los resultados obtenidos con la pieza impresa y podréis ver vosotros mismos los resultados de un buen HUMAN MULTIPLIER

Y si tienes cualquier consulta, estaremos encantados de ayudarte!

¡Por cierto, acuérdate de compartirlo!

 

Impresión 3D de gran formato: Llave allen GIGANTE

Buenas a todos,

La impresión 3D de gran formato requieren de conocimientos previos sobre el funcionamiento de las impresoras 3D tal y como se comentó en anteriores entradas de este blog: Cómo generar un buen gcode: Parte 1, Parte 2 y Parte 3

Además de controlar los parámetros de impresión y de elegir bien la boquilla hay que tener presente que las impresiones tardarán muchas horas (a eso también hay que aprender, nos referimos a tener paciencia).

Os dejamos un video donde imprimimos una pieza usando toda la diagonal de la superficie de impresión de nuestra 3DCPI 05 (600x600x300mm).

Consejo!

Como consejo extra para todos aquellos que estén pensado en emplear la impresión 3D para realizar piezas de gran formato: fijaos en el diseño de esta pieza. Ya sabemos que es solo un L con perfil hexagonal, pero tiene una buena superficie de contacto como primera capa. De esta manera tienes una cara plana que apoyar sobre la superficie de impresión y por lo tanto esta pieza es fácil de orientar y de situar en la máquina.

Esto es fundamental para una buena impresión!

Además, plantearos la finalidad de la pieza, puesto que muchas veces se tratará de un prototipo. Este podría ser simplificado para facilitar su impresión aun que no se trate del diseño final que se empleará para producción. Véase Diseñando para impresión 3D: Parte 1 y Parte 2.

Esperamos que os guste!!

Si tenéis cualquier consulta estaremos encantados de ayudaros. Ya sabéis donde encontrarnos.

Un saludo,

Alberto Morillo

Molde vs SLS vs FDM

Muy buenas a todos!

Hoy os traigo una pequeña comparativa de una pieza que se ha realizado por diferentes procesos: MOLDE, SLS y FDM. El objetivo no es analizar las diferentes tecnologías sino analizar la pieza y el proceso que se ha seguido hasta llegar al producto final.

Molde de inyección

Esta es la pieza final, producida por molde de inyección, pero antes de llegar aquí, esta pieza ha tenido un largo recorrido que os contaré a continuación.

 

 

 

 

 

Prototipos

Esta pieza en concreto es un soporte para un elemento determinado en una máquina. La misma máquina puede montar diferentes componentes ubicados en el mismo sitio, por lo tanto se diseña con puntos de anclaje y dimensiones ya predefinidas.

Y como no podría ser de otra manera en este blog, se recurrió a LA IMPRESIÓN 3D!

FDM: Alzado

Se diseñó y rediseño tantas veces como hizo falta y en poco tiempo estuvo la pieza diseñada y montada en la máquina! Esta pieza de reducidas dimensiones se podía imprimir en aproximadamente 2 horas, por lo tanto de forma casi instantánea se obtuvieron los prototipos, sin recurrir a terceros para obtenerlos. Esto supone un gran ahorro en tiempo y dinero.

 

 

Pequeñas series

Antes de hacer el molde (y calcular costes) se realizaron unas pequeñas series por FDM.

¿Por qué?

  • La velocidad de producción de las piezas era adecuada a la velocidad de consumo.
  • La pieza es solo un soporte que no ha de soportar ninguna carga importante.
  • Es económico, tanto tener una máquina como el precio del filamento y esto permite realizar la producción in situ de forma sencilla.

¿Qué se ha tenido en cuenta?

FDM: Planta

Se ha rediseñado algunas partes de la pieza, dando un mayor espesor a algunas paredes y haciendo “macizos” algunos vaciados, que son necesarios para el molde pero no para la impresión FDM.

 

 

 

¿Qué NO se ha tenido en cuenta?

FDM: posterior

En la publicación anterior se comentaban algunos requisitos para el diseño de piezas para impresión 3D y si bien se ha adaptado el diseño original, este no cumple alguno de los puntos comentados.

  • No tiene una buena base de impresión: Las primeras capas son básicamente soporte. A pesar de ello, tiene una cara plana en la parte inferior y la pieza esta pensada para imprimirla en esta posición. Por lo tanto es fácil de situar sobre la cama, además como la pieza es pequeña no supone un gran problema.
  • Soporte: Como podéis ver en el alzado, la pieza lleva soporte. Superando los 40º no sería necesario el soporte, pero es una adaptación y no se podía hacer nada al respecto. Para algo esta el soporte ¿no?

A pesar de esto, es una pieza muy imprimible y los resultados fueron excelentes.

SLS

Esta tecnología presenta algunas ventajas frente al FDM, a grandes rasgos, no requiere de soportes, la pieza es más consistente y la precisión es mayor. Como también es mayor el precio de la máquina y del consumible (¡una por otra!)

¿Para qué se recurrió al SLS?

Pieza impresa en SLS

Muy sencillo, el precio de una impresión por SLS es muy inferior al coste de un molde. Merece la pena verificar correctamente la pieza antes de fabricar el molde y después tener que realizar alguna modificación. Puede que en este caso, dada la sencillez de la pieza no fuera necesario, pero mejor prevenir que curar. Y os explico el porqué: sumar el precio del molde, el tiempo de fabricación del mismo, realizar las primeras piezas de pruebas o incluso realizar una serie y cuando lo recibes hay algún error.

Si esto ocurre, todo lo anterior habría sido en vano, además de los costes. Al fin y al cabo para eso disponemos de las tecnologías de fabricación aditiva. Creo que este ejemplo de que ninguna tecnología excluye a otra, son métodos de fabricación diferentes, con su función y público. Pueden coexistir y trabajar de manera conjunta. Son herramientas y aprender a usarlas correctamente puede suponer un gran beneficio en muchos sentidos.

¿Has tenido alguna idea?

Espero que este post te sirva tanto para darle mejor uso a tus máquina como para valorar otros métodos de fabricación aditiva. No es necesario que tengas todas la máquinas, puedes recurrir a servicios de impresión 3D para obtener tu pieza final.

Como ya he dicho, son herramientas hay que aprender a usarlas y a sacarles partido.

¡Acordaos de compartirlo! 

Un saludo,

Alberto

Diseñando para impresión 3D: Parte 2

¿Por donde empezamos?

¿Que tal si empezamos por la base? y lo digo literalmente, si lo que queremos es diseñar para impresión 3D una de las partes más importantes es la base. Si recordamos en que consistes la impresión 3D, veremos que se trata de una maquina CNC que sobre una superficie construye capa a capa nuestra pieza. Esto significa que hay una Capa 1 sobre la que se construirán las demás.

Es lógico pensar que esta capa es importante y no solo por temas de calibración. La primera capa mantiene adherida toda la pieza a nuestra superficie durante toda la impresión.

Así que siempre buscaremos tener una buena superficie plana en nuestro diseño. Esto nos facilitará el trabajo a la hora de situarla en la bancada, la adhesión y nos dará una referencia en nuestro diseño.

Si no hay forma de un buen apoyo para nuestra pieza podemos diseñar extensiones para la primera capa. Diseñarlos para que sean fácil de retirar una vez finalice la impresión.

También puedes recurrir al RAFT para extender la superficie en contacto con la superficie de trabajo.

¿En que dirección trabaja nuestra pieza?

Un concepto que hay que tener muy claro en la fabricación aditiva es la dirección de las capas. La dirección de las capas influye de manera drástica en el comportamiento mecánico de nuestras piezas. Puede significar la diferencia entre una pieza débil que se rompe con tocarla a una pieza consistente.

Creo que con el siguiente ejemplo quedará claro.

 

Como podemos ver, se trata de la misma pieza pero orientada de dos formas diferentes sobre la superficie de impresión. En el detalle del laminado podemos ver como están dispuestas las capas.

  En este caso, la pieza que se ha impreso en horizontal, vemos que gracias a la disposición de las capas, todas ellas trabajan juntas cuando se les aplica una fuerza en el sentido que indica la flecha.

 

 

 

 

Sin embargo, observamos que en la pieza impresa en vertical, cuando se le aplica la misma fuerza, las capas no trabajan juntas y la pieza romperá con mucha facilidad en la unión entre las capas.

 

 

Como veis, es la misma piezas y el comportamiento es completamente diferente debido a la dirección de las capas.

Por lo tanto, a la hora de diseñar nuestra pieza, la diseñaremos pensando en que dirección se tiene que imprimir. Muchas veces esto implicará cambiar por completo el enfoque de la pieza para evitar lo que hemos visto anteriormente.

Aquí el mejor consejo que pueda darte es que uses tu imaginación para encontrar soluciones alternativas y que simplifiques la pieza todo lo que sea posible. Recuerda, se pueden unir piezas, no tiene por que ser una pieza única. Además hay una gran cantidad de componentes estándar a tu alcance que te permitirán agilizar tus procesos y mejorar las características de tus piezas impresas.

Por ejemplo, los insertos roscados. son fáciles de insertar en tus piezas y te permitirá emplear tornillos de cualquier métrica de una manera sencilla y eficaz: no tienes que diseñar la rosca ni mecanizarla a posteriori y además, es con diferencia mucho más duradera y resistente que cualquier rosca de plástico.

¿Y que ocurre con los soportes?

Una vez que tengamos clara la dirección de impresión de la pieza y tengamos una buena base queda el tema de los soportes.

Los soportes son un recurso muy útil y completamente necesario, pero eso no significa que no intentemos evitar los soportes innecesarios.

Por lo general cualquier ángulo por debajo de los 40º requerirá de soporte.

Valorar el conjunto, puede que sea mejor tener soporte en una pieza con el fin de evitarlos en las demás. Además, la superficie sobre los soportes no es perfecta, tenlo en cuenta si la pieza va a estar a la vista.

Puedes añadir soportes al mismo diseño o empleando algún software que te permita personalizar los soportes, evitando que te los genere el software de laminado de forma automática, eso puede significar un ahorro considerable de soportes.

Vamos por fascículos

Es otra forma de decir: CONTINUARÁ.

A modo de resumen, hemos aprendido que nuestras piezas han de tener una dirección de impresión, una buena base y tener en cuenta la dirección de la pieza para evitar soportes innecesarios.

Simplemente aplicando estos 3 consejos, vuestras piezas mejorarán considerablemente y aunque son muy básicos, creo que pueden aportar mucho a los recién llegados a la AM (additive Manufaccturing)

Como siempre, espero que os haya resultado útil y muchas gracias por leerlo y compartirlo. Y como siempre, si tenéis cualquier duda, estaré encantado de ayudaros.

Un saludo

Alberto

Diseñando para impresión 3D, parte 1

Bienvenidos a todos a esta primera parte de DISEÑANDO PARA IMPRESIÓN 3D. Este es probablemente uno de los temas que con más frecuencia suelo tratar con nuestros clientes.

En esta seria de post os explicaré algunos trucos básicos que podréis aplicar en vuestros diseños para mejor los resultado de vuestras impresión. Sí entendéis los conceptos básicos del funcionamiento de una impresora 3D veréis la lógica detrás de estos consejos y os resultará muy sencillo aplicarlo en vuestras piezas.

Para este tema vamos a dividir los usos de una impresoras 3D, siempre hablamos de FDM, en dos grandes grupos: PROTOTIPADO y PRODUCCIÓN.Dejamos de lado los juguetes varios 😉

Prototipado:

Actualmente la impresión 3D no es productiva, no sirve (aún) para series largas de piezas. Por lo tanto, a la hora de fabricar se siguen usan los procesos de fabricación “clásicos”: molde, mecanizado,plegado, etc. En fin, todos los procesos que se han venido usando hasta ahora. Pero antes de lanzarnos a producir queremos nuestro prototipo, verificar los diseños, etcétera .

En resumidas cuentas, tenemos una impresora 3D para obtener nuestros modelos. Y dependiendo de estos y de como estén impresos, puede que solo nos sirva para ver nuestra pieza, por que esas pestañitas finas se rompen, por que no tiene ninguna cara plana para poner sobre la superficie de impresión y lleva mil soportes o en definitiva, por que esta diseñado para ser fabricado por otro proceso de fabricación y la pieza que obtenemos no se comporta igual que nuestra pieza final. (Esto ocurre sobretodo con las piezas para moldes).

¿Qué hacer con estos diseños?

Una vez mas, depende de lo que queramos hacer con ellos.

¿Queremos la pieza para hacer una presentación del producto?

Entonces buscaremos de dejar la parte vistosa de la pieza libre de soportes, aunque esto implique más horas de impresión. Después puedes darle un acabado con XTC u otros productos para darle acabado.

¿Queremos montar la pieza para verificar el diseño?

Pues a lo mejor conviene sacrificar la parte estética de la pieza para ahorrar soportes. Al fin y al cabo es algo para tí, para que tu veas y montes tu pieza.

¿Tu pieza tiene muchos detalles pequeños y un diseño enrevesado y ni una cara plana donde apoyarla y además quieres que la pieza sea super resistente y que no se vean las capas y…?

Tal vez, la tecnología FDM no sea lo que estás buscando. Pero atención, tal vez las otras tecnologías queden fuera de tu alcance económico.

Siempre puedes imprimir en FDM tus primeros modelos y recurrir a un servicio de impresión 3D para imprimir en otra tecnología tu prototipo final para verificar antes de lanzar la producción.  El sinterizado es una buena opción.

Te recomiendo que leas la entrada ¿Qué es una impresora 3D? Parte 1 y Parte 2.

ADEMÁS siempre puedes partir las piezas en partes más sencillas de imprimir para ensamblarlas una vez impresas.

Producción:

Si arriba ya te ha quedado claro que son tecnologías de fabricación diferentes y que al igual que con las tecnologías “clasicas” se ha de diseñar pensando en el proceso de fabricación, TIENES MUCHO GANADO.

Y es que cada tecnología de fabricación tiene sus limitaciones: radios, ángulos de desmoldeo, geometrías imposibles, etc.

Si queremos producir piezas por impresión 3D hemos de diseñar para que sea apto para impresión 3D.

El secreto fundamental para diseñar para impresión 3D es..

 

Esto es todo por el momento

Si, lo sé, se termina justo cuando llegamos al quid de la cuestión, pero así seguro que os tendré otra vez en la segunda parte!!

Espero ante todo que os haya quedado claro el concepto y a pesar de que se corta justo cuando empieza el tema diseño creo que este post contiene un punto importante para aquellos que desean imprimir sus prototipos

Como siempre espero que os sirva para comprender un poco mejor la tecnología FDM. Os animo a comentar, tanto si estáis de acuerdo, como si disentís profundamente y como no, si queréis que os resuelva alguna duda.

Este post está dedicado a David Mestres, que seguro que sabe de lo que estoy hablando!

Un saludo,

Alberto

 

¿Como generar un buen gcode? Parte 3: Tiempo de impresión

¡Buenas a todos!

Este vídeo es solo una pequeña ilustración de algo que llevo mucho tiempo queriendo dejar esto por escrito y ha sido después de la feria ADDIT3D cuando me he terminado de decidir.

Como ya he comentado anteriormente generar un buen gcode es FUNDAMENTAL: la posición de la pieza, altura de capa,etc…

En termodinámica para ciertos cálculos se aplican unas CONDICIONES NORMALES que se establecen para poder comparar resultados. En nuestro caso para poder comparar y para empezar a imprimir usaremos un perfil estándar:

Diametro nozzle: 0,4mm

Altura de capa: 0,2mm

Nº perímetros: 2

% relleno: 20%

Velocidad de impresión:40mm/s
Si, soy fan de James May (Top Gear)

Estos a grandes rasgos son para mí los parámetros de impresión estándar, el resto depende del material. Con estos parámetros se pueden imprimir el 90% de las piezas.

Y ahora voy a matizar para que sepáis por donde voy: “Con estos parámetros SE PUEDEN imprimir el 90% de nuestras piezas.  Que se pueda no significa que se deba. Se puede pintar una pared usando un pincel pero no es la mejor forma de hacerlo. Y como he dicho anteriormente, una impresora es una herramienta y las herramientas hay que saber usarlas de forma correcta.

Este año en la feria he llevado piezas que por si solas han tardado más de 100 horas de impresión por dos motivos, uno por que nuestras máquinas no tienen problema en imprimir todas esas horas y tenia que demostrarlo con hechos y dos para que la gente SEPA el tiempo que requiere una impresión 3D.

¿Qué parámetros afectan más al tiempo de impresión?

A continuación vamos a ver como afecta el nozzle y la velocidad de impresión en los tiempos de impresión usando el perfil estándar.

 

He seleccionado una pieza, no importa cual y he modificado los parámetros y estos son los resultados:

Nozzle/Vel. 40mm/s 60mm/s 80mm/s 100mm/s 120mm/s
0.4mm 12:30 10:43 9:10 8:30 8:00
0.6mm 11:30 9:10 8:10 7:40 7:20
0.8mm 10:55 8:50 7:55 7:30 7:10

A mi personalmente no me gusta imprimir a velocidades elevadas. Las piezas requieren su tiempo y hay que aprender a tener paciencia, pero además, los acabados son mejores a baja velocidad.  Creo que es mejor seleccionar el diámetro de nozzle adecuado. Por ejemplo, para esta pieza tal vez seleccionaría 60mm/s con una boquilla de 0,6mm

Y ahora mirar como baja el tiempo modificando la altura de capa:

Altura de capa 0.2mm 0.3mm
Vel. de impresión 40mm/s 40mm/s
Nº perímetros 2 2
% de relleno 20% 20%
Tiempo de impresión 12:30 9:00

Conclusión:

Si no es una pieza con un alto nivel de detalle imprime con altos de capa elevados, sobre todo piezas mecánicas y prototipos, vais a ahorrar mucho tiempo y apenas se aprecia diferencias a simple vista. En FDM siempre van a estar presentes las capas, forma parte de esta tecnología de fabricación. Por lo demás, juzgar y elegir en función de cada necesidad. Pero tener en cuenta, en impresiones de gran tamaño la diferencia no será de una hora ni dos, será de días.

¿Se ha entendido todo?

Si no has entendido algo de la explicación o si te gustaría hacer alguna aportación al contenido, no dudéis en dejar un comentario.

Los que ya tenéis impresora seguro que sabéis de lo que he estado hablando, a los que no, espero que os sirva un poco para mentalizaros tanto de la importancia del gcode en si como de la de horas que tendréis que esperar para tener vuestras piezas. Pero sea como sea espero que te se útil esta publicación.

¡Hasta la semana que viene! ¡Y acordaos de compartirlo!

Un saludo.

Alberto

 

 

3DCPI en ADDIT3D 2017

Os traemos un pequeño vídeo resumen de nuestro paso por la feria ADDIT3D celebrada del 6 al 8 de Junio en el BEC, Bilbao Exhibition Center.

Ha sido un placer recibir a todos aquellos que decidieron visitar la feria y pasarse por nuestro stand.

Esperamos que os hayan gustado nuestras nuestras de PLA PRO y PETG que repartimos durante la feria.

 

¡El año que viene nos veremos de nuevo en ADDIT3D!

Y la semana que viene continuamos las lecciones de impresión 3D por donde las dejamos. No os perdáis nuestra siguiente publicación en la que valoraremos algunas cuestiones básicas de diseño relacionadas con la generación de gcodes.