Impresoras 3D de metal, ¿para qué negocios y empleos son rentables?

De las distintas posibilidades de fabricación aditiva, la impresión 3D de metal es la que está experimentando en los últimos años un ascenso más sólido. Las ventajas que las impresoras 3D de metal están aportando respecto a la fabricación tradicional son tan significativas que no han tardado en llamar la atención de industrias tan exigentes y punteras como la aeroespacial o la aeronáutica.

Uno de los principales motivos para que esté ocurriendo así, especialmente con la impresión 3D en metal, es porque nos permite poder fabricar productos finales con un menor coste, reduciendo al mínimo la cantidad de residuos y deshechos derivados del proceso de fabricación; ahorrando energía para su elaboración; consiguiendo piezas hasta un 60% más ligeras y más resistentes en comparación con la fabricación tradicional; y pudiendo fabricar y diseñar formas y estructuras que serían absolutamente imposibles de fabricar mediante la producción en masa mecanizada.

Teniendo en cuenta tales ventajas, no es de sorprender que grandes compañías aeronáuticas como Airbus, o la división aeroespacial SpaceX de Elon Musk, sean de las que mayores esfuerzos están invirtiendo para investigar y aprovechar el máximo potencial de las impresoras 3D de metal. Tan sólo el ahorro que supone, tanto por la reducción del material empleado como por el menor combustible necesario para mover aviones o cohetes, que son mucho más ligeros gracias a los componentes impresos en 3D, se cuenta en miles de millones de dólares. Y aún queda mucho por descubrir acerca de todas sus posibilidades.

Pero no sólo la aeronáutica y la aeroespacial son las únicas industrias que están explotando y descubriendo las posibilidades que nos puede llegar a ofrecer la fabricación aditiva de metal. Cada vez son más los sectores que se van animando a introducir impresoras 3D de metal en sus procesos de fabricación y desarrollo de productos. Y, sin embargo, a pesar del sorprendente ascenso que está experimentando este método de fabricación, también podemos comprobar que aún no logra acercarse del todo a la generalización de su uso en la industria metalúrgica.

Para entender mejor su evolución y el punto en el que se encuentra actualmente, veremos en qué ámbitos se está desarrollando la impresión 3D de metal, cuáles son las principales ventajas y desventajas que aporta en cada uno, y qué aplicaciones tienen actualmente:



Impresoras 3D de metal domésticas

La necesidad de las temperaturas excesivamente altas que se precisan para poder manejar el metal es la mayor limitación con la que se encuentra la impresión 3D ‘casera’ de objetos metálicos. Para poder imprimir piezas de metal sin tener que realizar una inversión descomunal, y que sea más asequible para el uso de un particular o de algún aficionado del mundo ‘maker’, hasta ahora las opciones pasan por el uso de materiales específicos, como los filamentos de PLA con polvo de metal añadido o las arcillas de metal precioso, para poder ser extruídos con una impresora 3D de FDM.

Los filamentos con polvo de metal son la solución más asequible a la hora de fabricar objetos con apariencia de metal. Estos filamentos contienen la cantidad suficiente de plástico, entre un 20 y un 40%, para poder ser extruídos por algunas impresoras 3D domésticas. El resultado es muy similar a un objeto metálico tanto a la vista como al tacto, y en algunos casos incluso con un peso muy parecido. En el mercado existen mezclas de PLA con distintos tipos de polvo de metal que nos permiten poder imprimir nuestras creaciones con apariencias de distintos tipos de metales (acero, plata, cobre, bronce…), algunas de ellas pudiendo ser incluso inoxidables, y teniendo todas en general una durabilidad bastante mayor que los objetos plásticos. Sin embargo, como desventaja, dichos objetos no pueden ser procesados como un metal, debido a su baja flexibilidad, ni guardan algunas de las propiedades típicas del metal como la conducción de electricidad. Esto hace que su uso se vea restringido a la impresión de réplicas u otros objetos decorativos, que además requieren de un postprocesado algo laborioso como consecuencia de la escasa contracción que tiene este material durante el enfriamiento, y de una dificultad añadida a la hora de imprimir, ya que requiere de un ajuste muy preciso de la temperatura y el caudal de extrusión.

En el caso del uso de las arcillas de metal precioso para imprimir metales en 3D, se precisa de una impresora específica para poder manejar la pasta de arcilla, y requiere de un post-procesado costoso al necesitar el secado en un horno a temperaturas entre 600ºC y 900ºC para separar el material orgánico de la parte metálica. La ventaja, en este caso, es que se consigue obtener piezas de metal íntegras que conservan todas sus propiedades de conducción eléctrica y también la maleabilidad. Uno de los proyectos más asequibles de impresora 3D con esta técnica es Mini Metal Maker, recientemente financiado por crowdfunding, y que asegura poder comercializar por menos de 2.000€, lo que la hace una solución interesante para algunos sectores como el de la joyería sin necesidad de realizar grandes inversiones.

Las impresoras 3D de metal en la industria

Debido a los precios de las impresoras 3D de metal existentes, que oscilan entre los 100.000€ y los 2.000.000€, a menos que se adquiera para un negocio basado exclusivamente en impresión 3D o para imprimir a diario una gran cantidad de piezas, hasta la fecha no resulta una inversión que asegure un retorno rápido ni seguro. Si lo que se necesita es la reposición de ciertos componentes metálicos para reparaciones, la fabricación de herramientas personalizadas, o cualquier otro uso concreto en el que no se base la fabricación del producto a comercializar, entonces lo más rentable es recurrir a los servicios de impresión bajo demanda que ya incorporen esta tecnología entre sus opciones.




Sin embargo, si la adquisición de impresoras 3D de metal industriales se efectúa en negocios basados en la producción bajo demanda de piezas de metal, tanto de productos finales como de piezas o componentes que serán ensamblados, la buena noticia es que la demanda de este tipo de servicios está experimentando un crecimiento importante y estable, en parte debido a todas esas ventajas que adelantábamos al principio de este artículo. En estos casos, sí que está suponiendo una inversión con alta probabilidad de rentabilidad. La impresión 3D en metal, actualmente, se está volviendo de uso común en gran parte de las industrias y sectores profesionales.

Uno de los principales motivos por el que las grandes empresas codician tanto esta tecnología es su capacidad para producir objetos optimizados topológicamente. ¿Qué quiere decir esto? Gracias al crecimiento conjunto de la computación y de la impresión en 3D en metal, que por sí misma amplía enormemente las posibilidades de formas y texturas de fabricación, ahora es posible y mucho más asequible distribuir con precisión la cantidad de material en distintas partes de un mismo objeto para otorgarle mayor densidad y resistencia únicamente donde necesita soportar más tensiones, pudiendo reducir así el peso de forma significativa en otras partes del objeto, con el consiguiente ahorro en costes que supone, y todo ello sin sacrificar su integridad estructural. De hecho, las piezas fabricadas por impresoras 3D de metal no sólo pueden ser tan fuertes como las fabricadas mediante métodos tradicionales, sino que están por encima de los estándares de la industria metalúrgica para las pruebas de densidad.

Ahora bien, para que llegue a extenderse esta tecnología de forma que todos nuestros productos se puedan beneficiar de ventajas como ésta, la impresión 3D de metal todavía necesita superar algunos obstáculos, como el elevado costo de producción que aún supone sumado a la baja velocidad de producción que requiere. A pesar de ello, podemos ver cómo cada vez más industrias están logrando aprovechar al máximo sus ventajas por encima de los inconvenientes para hacer de las impresoras 3D de metal una inversión rentable, además de un elemento clave para aumentar su ventaja competitiva.

Productos que actualmente se fabrican con impresoras 3D de metal

Algunos ejemplos que podemos encontrar de impresión 3D de metal en la fabricación de objetos cotidianos, algunos de los que mucha gente aún ignora que son mayoritariamente impresos en 3D, son:

  • Los implantes médicos y dentales. Actualmente los implantes metálicos impresos en 3D se consideran la mejor opción disponible para los pacientes. El motivo es su capacidad para adaptarse perfectamente a las necesidades individuales.
  • La joyería. En este caso, se está observando un desplazamiento drástico desde la impresión de moldes hacia la impresión directa del metal con impresoras 3D.
  • El sector aeroespacial. Es quizá la industria que se está volviendo más dependiente de la impresión 3D de metal, por los motivos expuestos al principio del artículo.
  • Y los automóviles. Audi, BMW y Ford ya están integrando en sus plantas la impresión 3D mucho más allá del prototipado, que se lleva utilizando desde hace años, sino cada vez más también para la fabricación de piezas finales.

Si tienes alguna idea de negocio basada total o parcialmente en la impresión 3D de metal, o te gustaría plantear la posibilidad de integrar alguna impresora 3D de metal en tu negocio, y tienes dudas acerca de sus ventajas y desventajas reales, recomendamos siempre contar con un cuidado asesoramiento que estudie con detalle tus condiciones y necesidades particulares, con el objetivo de conocer la conveniencia, o no, de adquirir esta tecnología, y de qué forma hacerlo para evitar errores o riesgos innecesarios.




En el próximo artículo analizaré con detalle en qué consisten las diferentes técnicas de impresión en 3D de metal que existen en la actualidad, cuáles son sus principales ventajas e inconvenientes, y para qué se suelen emplear en las distintas industrias.

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2018-07-09T15:05:41+00:00

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