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8 veces más rápida impresión 3D de plásticos de alto rendimiento

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Cambiar el largo proceso de fabricación de componentes plásticos de gran volumen.

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Los investigadores del Instituto Fraunhofer de Máquina-Herramienta y Tecnología de Conformado IWU han desarrollado la fabricación de aditivos para la extrusión de tornillos (SEAM), un sistema y proceso 8 veces más rápido que la impresión 3D convencional

Los visitantes podrán ver la impresora 3D ultrarrápida en acción en el stand C22 de Fraunhofer en el pabellón 2 durante la Feria de Hannover del 1 al 5 de abril de 2019

Las impresoras 3D que construyen pequeños recuerdos capa por capa a partir de plástico fundido se utilizan a menudo en ferias comerciales. La producción de un souvenir de bolsillo puede tardar hasta una hora. Este proceso es demasiado lento para la producción en serie de componentes, como lo requiere, por ejemplo, la industria del automóvil. Un sistema del Instituto Fraunhofer de Máquina-Herramienta y Tecnología de Conformado IWU de Chemnitz está llevando la impresión en 3D a un nuevo nivel: La tecnología de alta velocidad del sistema sólo tarda 18 minutos en producir un componente de plástico de 30 cm de altura. Un equipo de investigadores del Fraunhofer IWU ha desarrollado esta tecnología para la fabricación de aditivos de grandes volúmenes de componentes plásticos elásticos. Los fabricantes de herramientas, así como una amplia gama de industrias, se benefician de la innovadora impresora 3D que alcanza una velocidad de proceso 8 veces superior. Esta impresora utiliza la fabricación de aditivos de extrusión por tornillo (SEAM), un proceso desarrollado en el Instituto Chemnitz.

¿Cómo consigue SEAM estas altas velocidades de proceso?

"Combinando la tecnología de la máquina herramienta con la impresión en 3D", dice el Dr. Martin Kausch, científico de Fraunhofer IWU. Para procesar el plástico, los investigadores utilizan una unidad especialmente diseñada que funde la materia prima y la expulsa a una alta velocidad de salida. Esta unidad se instala sobre una plataforma de construcción que se puede girar en seis ejes utilizando el sistema de movimiento de una máquina herramienta. "Hasta ahora, esta combinación es única", dice el Dr. Kausch.

El plástico caliente se deposita en capas sobre la plataforma de construcción. El sistema de movimiento de la máquina asegura que el panel de construcción se deslice por debajo de la boquilla de tal manera que se produzca la forma del componente previamente programada. La mesa se puede mover a una velocidad de un metro por segundo en los ejes X-, Y- y Z- y también se puede inclinar hasta 45°.

"Esto nos permite imprimir ocho veces más rápido que los procesos convencionales, reduciendo enormemente los tiempos de producción de los componentes de plástico", dice el Dr. Kausch

La impresora 3D procesa materiales básicos rentables

Cada hora, hasta siete kilogramos de plástico son presionados a través de la boquilla caliente con un diámetro de un milímetro. Los procesos de impresión en 3D comparables, como el modelado de deposición fundida (FDM) o el modelado de filamentos fundidos (FLM), normalmente sólo alcanzan los 50 gramos de plástico por hora. Una característica única es que, en lugar del costoso filamento FLM, SEAM procesa granulado de plástico estándar de flujo libre y rentable en componentes elásticos reforzados con fibra de varios metros de tamaño. Este método permite reducir los costes de material por un factor de doscientos.

La SEAM permite a los investigadores implementar geometrías complejas sin estructuras de soporte. Lo más destacado es que el nuevo sistema permite incluso imprimir sobre componentes moldeados por inyección ya existentes.

"Como nuestra plataforma de construcción se puede girar, podemos imprimir en estructuras curvas con un eje Z que se mueve por separado", dice Kausch. "En las pruebas, pudimos procesar una amplia variedad de plásticos. Desde elastómeros termoplásticos hasta plásticos de alto rendimiento con un contenido del 50 por ciento de fibra de carbono. Estos plásticos son materiales especialmente relevantes para la industria y no pueden procesarse con las impresoras 3D tradicionales"

La primera impresora de este tipo en el mundo se presentará por primera vez en la Feria de Hannover 2019. Del 1 al 5 de abril, los investigadores de Fraunhofer IWU presentarán el funcionamiento de su impresora 3D ultrarrápida (pabellón 2, stand C22).

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