¿Qué es?
Direct Metal Laser Sintering (DMLS) también conocido como Selective Laser Sintering (SLS) es un proceso de manufactura aditiva para metales o impresión 3D de metales. Se utiliza tanto para prototipado como para producción masiva de piezas metálicas.
Consiste en una cama de polvos que es sinterizada de manera selectiva por medio de un láser, el proceso se repite capa a capa hasta que se genere la parte deseada.
Casos de usos
◦ Entregas rápidas: Las partes hechas con DMLS se producen de 1 a 3 días. Esto hace a DMLS una opción a considerar si necesitas partes en una semana.
◦ Alta complejidad: Partes difíciles de maquinar, partes médicas personalizadas, piezas huecas o artísticas entran en esta categoría, DMLS es idóneo para piezas complejas.
◦ Revisiones continuas: El desarrollo de productos y diseños iterativos se adaptan a la tecnología DMLS por no tener costos de setup como en el caso de procesos de manufactura convencionales.
Ventajas
◦ Habilidad para hacer diseños altamente complejos
La principal ventaja de DMLS es la habilidad de fabricar partes que no pueden ser hechas con procesos convencionales o son muy costosas.
◦ Velocidad de producción
Los procesos de manufactura convencionales requieren de mucho tiempo para hacer el setup antes de la fabricación el cual involucra fixturas y jigs, mientras que en DMLS la pieza se imprime bajo demanda sin necesidad de utilizar herramental, lo que resulta en un tiempo reducido en comparación con CNC.
Consideraciones
◦ Estructuras de soporte
Debido a que DMLS utiliza como insumos polvos las estructuras de soporte no son opcionales y se necesitan remover durante el postprocesamiento. Durante el postprocesado la pieza de metal impresa se trata igual a una pieza convencional de metal en su etapa de materia prima y requiere de trabajo adicional para obtener la pieza acabada.
◦ Acabado superficial
Las superficies de las partes hechas con DMLS no van a tener la suavidad que tienen las piezas hechas con maquinado CNC y tampoco sera fácil lograr el acabado deseado. Si se requiere de postprocesamiento para lograr el acabado el costo de la pieza aumentara acorde.
◦ Producción en serie
La producción masiva suele seguir siendo un factor determinante en las industrias para la adopción de tecnologías y este es el punto donde flaquea la tecnología DMLS la cual no puede competir con una línea de producción convencional. De ahí que se recomiende el DMLS para cantidades pequeñas de partes pues se torna muy costoso hacer volúmenes comparables a los de procesos de manufactura convencional.
◦ Materiales limitados
En el caso de la impresión 3D de metales, la cantidad de materiales disponible es menor, lo que puede ser una limitando cuando se busca determinadas propiedades mecánicas para la pieza a fabricar.
◦ Volumen de construcción
Cuando se requiere fabricar una parte de volumen considerable es mejor utilizar maquinado CNC. Para dejarlo claro, en DMLS el tamaño máximo recomendado es de 250 x 250 x 325 mm, mientras que en el maquinado CNC se llega a volúmenes de hasta 2000 x 800 x 1000 mm. La diferencia de volumen muestra las limitaciones de DMLS por el tamaño de la cama de polvos.
◦ Encogimiento y repetibilidad
Con DMLS es difícil producir partes idénticas debido al proceso de encogimiento natural, los cambios dimensionales son causados por una combinación de tres fuentes: encogimiento térmico, encogimiento por sinterizado y la expansión que se presenta por la caída de partículas metálicas durante el sinterizado. Se presentan errores del 2% en el eje Z (encogimiento vertical).
¿Comprar equipo o rentar servicios de impresión?
El factor más importante para determinar si es deseable implementar una tecnología de impresión dentro de la empresa en lugar contratar los servicios de una empresa especializada es el ambiente de trabajo con el que cuentas. En el caso de los sistemas FDM o PolyJet son adecuados para un entorno de oficinas. Los procesos de sinterizado por láser (como DMLS) involucran materia prima en forma de polvos lo cual implica un manejo especial, añadiéndose la temperatura de trabajo de las impresoras DMSL hace necesario un ambiente de trabajo controlado así como espacio extra para el almacenamiento y reciclado de polvos. Estos factores hacen más apropiado contratar un servicio de impresión para piezas fabricadas por DMLS.
¿Qué materiales puedo usar?
Entre los materiales más comunes:
◦ Aluminio, con aleaciones como AlSiMg
◦ Aceros, como el acero para herramientas MS1, el acero inóxidable 17-4 y el acero inóxidable 316L
◦ Inconel, como el Inconel 718