Fabricación Aditiva: Del Modelo Digital a la Realidad Física

Dificultades en la Implantación

• Volumen y variedad de información en el ciclo de vida del producto
• Separación de funciones en el ciclo de vida del producto
• Características iterativas del proceso de diseño y fabricación

STEP (STandard for the Exchange of Product model data)

Estándar de intercambio de datos digitales de modelado de producto, basado en el estándar ISO 10303. Es un formato neutral para intercambio de datos técnicos entre programas CAD y CAM.

Ventajas:

• Compatible con otros estándares
• Representa completamente el producto
• Independiente del entorno computacional
• Interfaces bien definidas
• Ampliable a nuevos productos y procesos
• Implementable

STEP NC

Para facilitar el uso de CNC, estandarizar lenguajes,...

Problemas de Implantación de STEP

• La migración de la información (Traductores directos / indirectos)
• La duplicación de la información
• Datos sin informatizar
• Soporte comercial
• Inversión inicial
• Seguridad

ISO JT

Formato para visualización 3D: Abierto + Industrial + Altas prestaciones + Ligero + Flexible.

Fabricación Aditiva

Conjunto de tecnologías que permiten fabricar modelos físicos tridimensionales complejos a partir de modelos geométricos computerizados, en un plazo corto de tiempo de una manera desatendida.

Características

• Parten de un modelo geométrico CAD 3D
• Permiten construir geometrías 3D complejas sin elevar el coste
• Variedad a coste 0
• Se eliminan/minimizan ensamblajes
• Espacio de diseño ilimitado. No hay relación geometría-máquina
• La planificación del proceso es “automática”. La fabricación no requiere utillajes ni dispositivos específicos
• La intervención humana es mínima o nula durante la fabricación. No se precisan habilidades manuales
• Menos residuos (menos material desperdiciado)
• Multi-materiales
• Capacidad de réplicas “exactas”

Funciones

• Visualización
• Verificación
• Iteración
• Optimización de costes
• Fabricación

Etapas

• Pre-proceso
• Proceso
• Post-proceso

Pre-proceso

1. Modelado CAD

1.1 STL (Estándar de Facto)

• Se descompone el sólido en un conjunto de triángulos que conforman sus superficies (cotas de sus vértices y su vector normal)
• Es el formato más sencillo a la hora de calcular las secciones. Errores constructivos, descriptivos y de transformación.

1.2 AMF

• Las piezas se definen a partir de volúmenes (malla triangular) y materiales.
• Propiedades de los colores y texturas.
• Materiales combinados
• Combinación de piezas en constelaciones.

Consideraciones AMF

• Independencia Tecnológica: Cualquier máquina puede construirlo
• Simplicidad
• Escalabilidad: Debe escalar bien con aumento de la complejidad, tamaño y resolución.
• Rendimiento: reducir tiempos de lectura y tamaños de archivo
• Compatibilidad hacia atrás: STL<=> AMF
• Compatibilidad con versiones posteriores.

1.3 3MF

• Muy parecido al AMF, pero algo más práctico.
• Libre (GITHUB).
• Apoyado por Microsoft (3D Builder).

2. Selección

Seccionado de la geometría según una serie de planos paralelos. Selección de parámetros requeridos según la tecnología a usar: información dimensional (cálculo y elaboración de trayectorias, creación de estructuras auxiliares y patrones de relleno) e información tecnológica (velocidades, temperaturas, intensidades, tiempos).

Proceso

• Responsabilidad del sistema de control de la máquina
• Interpretación del código-pieza
• Control de posición y velocidades de los ejes: bucle cerrado/abierto
• Mantenimiento de variables de proceso (temperaturas, presiones, atmósfera controlada, aporte de material)
• Seguridad

Post-proceso

• Eliminación de estructuras de soporte
• Separación de componentes
• Post-tratamiento (curado, suavizado,...)
• Acabado
• Limpieza