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Fabricación aditiva (AM) para microfabricación

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AM es una tecnología clave que permite reducir los ciclos de vida de los productos y la personalización en masa a nivel micro.

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Nanofabrica ha desarrollado una plataforma de fabricación aditiva de resolución (AM) de nivel micrométrico, que proporciona una solución personalizada de extremo a extremo a los fabricantes que requieren niveles de resolución y acabado superficial de micras y submicras.

Hasta la fecha, los principales desarrolladores de plataformas AM tienen dificultades para obtener una resolución inferior a 50 micras, y las pocas empresas que se han esforzado por ofrecer una solución AM de microfabricación son extremadamente caras, extremadamente lentas o sólo pueden imprimir piezas de tamaño muy limitado.

Nanofabrica ha identificado una serie de aplicaciones en el área de óptica, semiconductores, microelectrónica, MEMS, microfluidos y ciencias de la vida, ideales para la microfabricación AM. Productos como carcasas para microelectrónica, micromuelles, microactuadores y microsensores, y numerosas aplicaciones médicas como microválvulas, microjeringas y dispositivos microimplantables o quirúrgicos.

Cómo funciona el proceso

El primer avance de la tecnología de Nanofabrica permite una alta precisión a un coste necesario para la fabricación industrial. El proceso AM de Nanofabrica se basa en una tecnología bien conocida en el mundo AM - un motor de Procesador Digital de Luz (DLP) - pero para lograr niveles de resolución repetibles en micrones se combina la DLP con el uso de óptica adaptativa. Esta herramienta, junto con una serie de sensores, permite un circuito cerrado de retroalimentación; el elemento central que permite que el producto de Nanofabrica alcance una precisión muy alta, sin dejar de ser rentable como solución de fabricación. Mientras que todos los demás desarrolladores de plataformas AM en este espacio logran precisión a través de un gran hardware, Nanofabrica aborda este problema con software en el que las soluciones son más fáciles, más robustas y menos costosas. La óptica adaptativa se ha utilizado en otras áreas de la tecnología, pero es la primera vez que se aplica a una tecnología AM. Otro aspecto de la plataforma AM de Nanofabrica es la capacidad de alcanzar una resolución de micras en piezas de un centímetro. Para ello, se han combinado varias tecnologías.

Específicamente, la compañía ha tomado su uso innovador de la óptica adaptativa y ha mejorado esta unidad de imagenología con la tecnología y los conocimientos técnicos utilizados en la industria de los semiconductores. Trabajando en la intersección de semiconductores y AM, Nanofabrica puede construir grandes piezas macro con intrincados detalles micro. También puede hacerlo a gran velocidad introduciendo una estrategia de multirresolución; las piezas que requieren detalles finos se imprimen con relativa lentitud, pero en las áreas en las que los detalles no son tan exigentes, la pieza se imprime a velocidades de 10x a 100x más rápidas, lo que hace que toda la velocidad de impresión sea de 5x a 100x más rápida que en otras plataformas de micro AM.

Además, para los fabricantes de equipos originales que requieren piezas pequeñas, se pueden imprimir miles de piezas de una sola vez en la plataforma Nanofabrica, lo que la convierte en una verdadera tecnología de fabricación en masa para fabricantes de microproductos o componentes.

La capacidad de multiresolución es posible a través de hardware que permite un equilibrio entre velocidad y resolución, y algoritmos de software que preparan la pieza y la ruta de impresión definiéndola y seccionándola en áreas de baja y alta resolución, que se introducen en la ruta de la impresora y en los parámetros de la máquina. No sólo hay dos resoluciones, sino un espectro de resoluciones que permiten optimizar la velocidad y mantener resultados satisfactorios en toda la pieza.

La familia final de algoritmos se centra en la preparación de la lima, optimizando parámetros tales como la placa de construcción del ángulo de impresión, soportes, etc., que aseguran un proceso de impresión preciso, optimizado y fiable.

Nanofabrica también ha desarrollado materiales propios (basados en los polímeros más utilizados en la industria) que permiten una resolución ultra alta en las piezas construidas, ¿qué significa esto para los fabricantes?

La tecnología Nanofabrica AM introduce la AM en nuevos mercados y permite nuevas aplicaciones, especialmente para fabricantes que requieren precisión y resolución a nivel micrométrico y submicrométrico. Dado que AM es relativamente agnóstica a la complejidad de las piezas, es posible diseñar y fabricar geometrías únicas y la tecnología de Nanofabrica se ha convertido en una tecnología habilitadora.

Además, AM no requiere ningún coste de instalación. Las herramientas necesarias para los procesos de fabricación tradicionales no sólo tienen un impacto negativo en el tiempo de comercialización, sino que también hacen que dichos procesos no sean rentables para las series de producción pequeñas o medianas. Para las tecnologías AM, las pequeñas y medianas tiradas son rentables, y hoy en día, representan el punto óptimo para la tecnología.

Añada a la mezcla que AM permite la personalización en masa, la personalización y la posibilidad de utilizar la misma plataforma de fabricación para la creación de prototipos, los lotes pequeños y la fabricación en masa, y comenzará a ver la miríada de posibilidades que ahora existen para los microfabricantes

A medida que los ingenieros de diseño y los fabricantes evalúan las posibilidades que existen para el uso de la AM para reemplazar o, más probablemente, adaptarse a los procesos de fabricación tradicionales, es necesario que se produzca un cambio sustancial en la forma en que abordan todo el proceso de diseño a fabricación.

Esto comienza con la reevaluación del diseño del producto, y el tema del diseño para la fabricación de aditivos (DfAM) se ha convertido en un área fértil para la discusión y el debate en la actualidad.

Si bien los usuarios de AM están empezando a aprovechar las ventajas de DfAM para las plataformas de AM macro, hay poca o ninguna comprensión de los problemas de DfAM cuando se utiliza AM para microaplicaciones. En este sentido, Nanofabrica promueve una relación de colaboración con sus clientes para localizar las oportunidades y evitar las trampas que existen al adoptar -o considerar la adopción- de AM para fines de producción en el ámbito de la microfabricación.

La tecnología micro AM de Nanofabrica, que se encuentra en la interfaz de AM para la producción y el impulso de toda la industria hacia la miniaturización, levanta la tapa para los diseñadores y fabricantes en su búsqueda de aprovechar la ventaja inherente de AM y, por fin, poder explotar la capacidad que existe con AM para construir piezas complejas en volúmenes pequeños, medianos y altos de forma oportuna y rentable

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