Cómo la impresión 3D está cambiando la industria de procesamiento de plásticos

Jan 28, 2024

Paul K Steck | 22 de febrero de 2023

No es el futuro, es el presente. Y aquí está la prueba. Los avances en la impresión 3D en los últimos años han sido dinámicos, al igual que su impacto en numerosas industrias. Se ha demostrado que todo, desde prótesis médicas hasta la construcción residencial y la infraestructura física de nuestras ciudades y pueblos, se puede lograr con la aplicación de esta tecnología. La mayoría de las industrias, si no todas, están aplicando los beneficios de la impresión 3D. Audi Motors ya lo utiliza para fabricar algunas piezas específicas, y las impresoras y piezas 3D también están presentes en los buques de guerra y se emplean tácticamente en numerosos escenarios militares.

Entonces, ¿hacia dónde irá audazmente la impresión 3D a continuación? ¿Qué hay del espacio exterior?

Una bioimpresora diseñada para imprimir tejido humano se ha instalado en la Estación Espacial Internacional desde 2019. En un futuro no muy lejano, una mayor exploración espacial requerirá tecnología de impresión 3D. Si planeamos colonizar otro planeta, la impresión 3D nos permitirá construir viviendas y otras estructuras rápidamente, y de manera más rentable, con materiales autóctonos. Estamos a centímetros de que esto se haga realidad.

La NASA está inmersa en el uso de la impresión 3D. En diciembre de 2019, publicó un documento sobre sus programas, "Resolviendo los desafíos de los vuelos espaciales de larga duración con la impresión 3D". El proyecto In-Space Manufacturing (ISM) en el Marshall Space Flight Center (MSFC) de la NASA se enfoca en producir repuestos, herramientas y materiales a pedido para las necesidades de rutina durante viajes largos y estar listo para responder rápidamente a eventos imprevistos. La fabricación en el espacio utilizando tecnología de impresión 3D podría ser una solución. La impresión 3D en condiciones de gravedad cero ya ha producido con éxito docenas de piezas, lo que demuestra que la falta de gravedad tiene poco o ningún impacto en la confiabilidad o la calidad de un artículo.

Para la fabricación, las ventajas de la impresión 3D y la tecnología aditiva incluyen:

La impresión de gran formato a menudo elimina la necesidad de soldar las piezas, lo que reduce el costo y el tiempo de mano de obra, y da como resultado una mayor resistencia general de las piezas. Por ejemplo, recientemente creamos prototipos para la feria comercial de un cliente en París, ahorrándoles tiempo y dinero. Más allá de la creación de prototipos, las tiradas de producción cortas, rápidas y menos costosas, ahora son una realidad.

Esto plantea la pregunta: ¿Se volverán obsoletos otros procesos tradicionales de moldeo de plástico?

Si bien la impresión 3D ofrece numerosas ventajas, no desplazará por completo los métodos de producción convencionales. Todavía es una tecnología en desarrollo con obstáculos que deben tenerse en cuenta al elegir un enfoque de desarrollo de productos. Los fabricantes y diseñadores de productos deberían verlo como un proceso que complementa la producción convencional. Pueden usar sus cualidades especiales para mejorar el diseño del producto e incluso crear piezas que serían imposibles de hacer de otra manera. Sin embargo, en un futuro cercano, la impresión 3D y la tecnología aditiva podrían reemplazar ciertos procesos de moldeo de plástico. ¿Por qué? Porque eliminará la necesidad de costosos moldes de silicona o caucho, además de las otras ventajas citadas anteriormente. Nuestra propia empresa experimentó un crecimiento del 17,5 % en 2022, parte del cual es atribuible a la fabricación aditiva. Incluso producimos carcasas para una empresa que fabrica impresoras 3D.

En su artículo, "¿Es la impresión 3D el futuro de la fabricación?" en Industry Today, David Spergel postula que el futuro se acerca. La fabricación en masa rápida y asequible que utiliza la impresión 3D debe ser más rápida y menos costosa. Actualmente, la fabricación aditiva, en su conjunto, es demasiado lenta para la fabricación a gran escala, aunque es útil para series pequeñas. No obstante, la tecnología ampliará su huella y continuará combinándose con los procesos ya existentes. A medida que madure la impresión 3D, los productores tendrán su propio plan de ruta para beneficiarse de ella. Para una eficiencia a gran escala, el ciclo de posprocesamiento para la mayoría de los productos es laborioso, pero nuestra empresa se especializa en el acabado de alta calidad de las piezas de plástico y hemos demostrado en una comparación lado a lado que las piezas 3D pueden proporcionar el nivel de calidad que requieren los OEM.

¿Hay algún inconveniente en la impresión 3D? Además de la curva de aprendizaje para el personal, el proceso produce un resultado de textura un tanto áspera que requiere un acabado experto. No todas las empresas están preparadas para esto. Como se mencionó anteriormente, Exothermic Molding ya contaba con un acabado interno de calidad automotriz antes de ingresar al espacio 3D. Cuando se hace correctamente, es casi imposible distinguir entre una pieza moldeada y una pieza aditiva en una comparación lado a lado, como puede ver en la foto de abajo.

La velocidad de los nuevos desarrollos en esta tecnología es notable. En tan poco tiempo desde que compramos e instalamos nuestra impresora 3D de gran formato, el fabricante ha podido aumentar la velocidad de la máquina en un factor de tres.

Los propietarios de negocios deben invertir en sus empresas para mantenerse al día con la tecnología que cambia rápidamente. Esta inversión producirá un rápido retorno de la inversión basado en la creciente demanda de estos servicios. Además, muchas inversiones pueden calificar para créditos fiscales de I+D. Y los dueños de negocios también necesitan invertir en su gente. En Exothermic, creamos una unidad operativa dedicada dentro de la empresa para manejar las crecientes necesidades de nuestros clientes en la fabricación aditiva. Junto con nuestros consultores de recursos humanos, creamos un camino profesional para que los empleados de nivel inicial se desarrollen y progresen a través de una serie de niveles de competencia.

Al final, sin duda ha llegado una nueva dimensión en la fabricación.

Sobre el Autor

Paul K. Steck es el presidente de Exothermic Molding Inc., un fabricante de plásticos especiales de propiedad familiar de tercera generación en Kenilworth, NJ, que presta servicios a una variedad de verticales, que incluyen atención médica, ciencias de laboratorio y defensa.

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