En este artículo del blog se iniciará discutiendo las diferencias entre la típica impresora de escritorio y una impresora de grado industrial. A grandes rasgos si se trata de la misma tecnología de impresión una impresora de escritorio y una industrial resultaran similares, pero sus capacidades difieren y eso es la clave para poder identificar si una impresora industrial es la adecuada para mis necesidades de impresión 3D.
Precisión
Generalmente las tolerancias geométricas y la precisión de las piezas son dependientes de la calibración de la impresora 3D y de la complejidad del modelo a imprimir. Típicamente las impresoras 3D de corte industrial producen partes con mayor precisión que las impresoras de escritorio, esto es debido al control con mayor detalle de los parámetros de procesamiento durante la impresión. Las impresoras 3D industriales ejecutan algoritmos de calibración antes de cada impresión que realizan.
Capacidades de Producción y Costos
Una diferencia clave entre una impresora 3D de escritorio y una impresora 3D de corte industrial es el costo asociado. El aumento en la popularidad de las impresoras 3D de escritorio ha reducido dramáticamente el costo de adquirir y utilizar una impresora así como aumentar la disponibilidad de los consumibles.
Las capacidades de producción de una impresora 3D de corte industrial son típicamente mayores a las de su contraparte de escritorio, significando que una impresora 3D industrial puede completar una orden grande mucha más rápido que una impresora 3D de escritorio. Las impresoras 3D industriales cuentan con una superficie de impresión mucho más grande, lo que significa que pueden producir partes de dimensiones considerables en una sola impresión o imprimir mas piezas de menor tamaño al mismo tiempo.
Las impresoras 3D de corte industrial están diseñadas específicamente para repetibilidad y confiabilidad. Usualmente pueden producir la misma parte una y otra vez. Las impresoras 3D de escritorio requieren de un nivel mayor de mantenimiento por parte del usuario así como de calibración regular.
Uno de los principales beneficios de la manufactura aditiva es la habilidad de imprimir – en una sola acción – objetos enormes que tradicionalmente se conforman de múltiples partes pequeñas. Juntas, costuras y puntos de ensamblaje pueden ser áreas débiles en cualquier producto terminado y requieren que diseñadores e ingenieros tengan que hacer ajustes en sus diseños. La impresión a gran escala permite liberar a los diseñadores de esas limitaciones. Desde muebles hasta moldes y escultura, la impresión 3D permite geometrías complejas y funcionalidades únicas que otorga a diseñadores e ingenieros una hoja en blanco para la innovación.
Hay grandes impresoras industriales que pueden ocupar todo un cuarto y costar cientos de miles, e impresoras 3D robóticas capaces de imprimir casas y botes, pero vamos a observar un nicho creciente en impresoras de gran escala – aquellas que pueden imprimir algo del tamaño de una silla (1000 mm o un poco mas de 3 pies) con gran detalle, velocidad y calidad.
Nos hemos dado a la tarea de recolectar una selección de impresoras que forman parte de este segmento para la consideración de nuestros lectores, a continuación, se muestra una tabla con un resumen de las impresoras a ver.
Fabricante | Impresoras | Volumen de construcción (L x W x H) en mm | Tecnología de impresión | Precio (en USD) |
BigRep | One V3, Studio G2, Pro | (1005 x 1005 x 1005),(1000 x 500 x 500),(1020 x 970 x 980) | FDM, Dual Extruder | $30,700 - $170,000 |
Cosine Additive | AM1 | (850 x 850 x 1100) | FDM, Dual Extruder | $120,000 |
Cincinnati MAAM | MAAM | (1050 x 1015 x 1015) | FDM | $150,000 |
BLB Industries | Box 1500 | (1500 x 1200 x 1200) | FDM | $150,000 |
Titan Robotics | Atlas-HS | (1270 x 1270 x 1829) | FDM/CNC | $250,000 |
Massivit 3D | 5000, 1500, 1800 | (1450 x 1110 x 1800),(1470 x 1160 x 1370),(1450 x 1110 x 1800) | Material Jetting | ~$250,000 |
Voxeljet | VX4000 | (4000 x 2000 x 1000) | Binder Jetting | $1,500,000 |
BigRep
Hecha con ingeniería alemana, la BigRep One de BigRep es ideal para aplicaciones industriales donde se requiera alta resistencia o para hacer prototipos en escala completa, de acuerdo a la compañía. Las boquillas de extrusión intercambiables permiten un alto flujo veloz o una manufactura aditiva de máximo detalle en una variedad de materiales, incluyendo PLA, PETG, PVA y TPU.
La BigRep One es la impresora más pequeña de la oferta de la compañía, siendo 4 en total, terminando con la BigRep Pro con un volumen de construcción de 1020 x 970 x 980 mm. La BigRep Pro es una impresora 3D industrial completamente cerrada hecha para producir partes a escala completa, partes grandes para prototipos funcionales, tooling para fábricas así como patrones y moldes, por último, la impresora BigRep Pro permite producir piezas de uso final.
Añadimos declaraciones del fabricante sobre su impresora 3D:
Formas y Moldes: Los patrones y moldes hechos por medio de la impresión 3D pueden reemplazar sus contrapartes tradicionales, aquellos que son realizados con la ayuda de máquinas CNC o hechos a mano. Al modernizar las primeras fases de muchas aplicaciones de la fundición, el BigRep ONE te permite producir in-house, iterar mas veloz, reducir costes de materiales y simplificar la logística.
Prototipos: Producir prototipos de manera rápida y con un costo eficiente abre nuevas posibilidades de desarrollo y diseño para los innovadores. La tecnología de impresión 3D a gran escala de BigRep permite más iteraciones ser manufacturadas de manera veloz y sencilla, sin incrementar costos.
Impresión 3D a gran escala: El volumen de construcción masivo: Con un volumen de construcción de 1 metro cúbico, la BigRep ONE esta diseñada para realizar impresiones 3D masivas para aplicaciones demandantes y geometricamente complejas. Ve mas alla de las capacidades limitadas de los sistemas pequeños y usa la ONE para imprimir tus partes en escala completa.
Segura y Accesible: La construcción de su marco: El diseño abierto asegura un monitoreo de impresión sin obstrucciones y acceso fácil a la cama de impresión. Revisa la calidad de impresión y su progreso en cualquier momento con acceso a la cama de impresión desde los 3 lados. El aditamento del encerramiento asegura un ambiente de impresión constante y otorga protecciones al operador.
Consistente y Eficiente: La cama de impresión semi-automática: La cama de impresión con calentamiento esta recubierta con una lámina de poliimida que provee una adhesión óptima a lo largo de todo el procedimiento de impresión. Gracias a un sensor inductivo integrado, la ONE utiliza un sistema de nivelación de la cama de impresión semi-automático para simplificar la calibración de la plataforma de impresión y así asegurar el mejor rendimiento e impresiones consistentes.
Segura y Espaciosa: El recinto de carretes: El recién diseñado recinto para carretes asegura un manejo óptimo de los materiales y acepta todos los tamaños de carrete estándar, incluyendo dos carretes de hasta 8 kilogramos. Un sensor que detecta cuando se queda sin filamento la impresora detiene la impresión para que puedas reemplazar el carrete vacío, lo cual es particularmente útil en impresiones de partes grandes. El aditamento de caja seca protege el filamento del polvo y la humedad (algunos filamentos son sensibles a la humedad).
Cosine Additive
La impresora AM1 de Cosine Additive presentada en 2015 es una impresora 3D de gran escala,a base de extrusión, con múltiples opciones de extrusión incluyendo single, dual y tandem. El sistema de extrusión a base de pellets ofrece flexibilidad y ahorro.
El sistema completamente cerrada cuenta con una cama calentada y una boquilla que puede imprimir con materiales de grado industrial, como lo son el ABS, PETG, TPU, PC-PBT, fibra de carbono y materiales compuestos de fibra de vidrio.
Añadimos declaraciones del fabricante sobre su impresora 3D:
Exterior sublime: Con acabado exterior de pintura en polvo, nuestra Cosine AM1 es tan elegante y sorprendente como potente y sin esfuerzo. Con vidrio de doble capa y una selección de colores, nuestra Cosine AM1 puede coincidir y representar la esencia detrás de su marca.
Tamaño. Espacio. Volumen: Las dimensiones exteriores ofrecen un volumen de construcción de tamaño real. Con un recinto aislado, la AM1 alcanza temperaturas de hasta 100 °C. Temperaturas más altas significan un mejor control de distorsiones y una mayor selección de materiales para utilizar en tus impresiones.
Hardware superior: Con un controlador de movimiento de alta gama así como husillos de bolas y motores servos se obtiene una precisión de posición de 50 nm y altas velocidades de hasta 15,000 mm/min.
Cama de Aluminio: Alcanzando temperaturas de hasta 200 °C, nuestra cama de aluminio fija promueve una mentalidad “set and forget”, requiriendo ajustes de nivelado solamente durante la instalación.
Extrusores: El sistema de alimentación de filamentos es nuestro sistema de impresión estándar de calidad. Calentándose hasta 500 °C, provee un mercado de materiales abierto para tus necesidades de impresión 3D. Nuestro sistema de alimentación con pellets representa una alternativa de coste reducido y más rápida para la impresión 3D. La impresión 3D con pellets es 10 veces más rápida y 10 veces más barata que la impresión con filamentos además de tener una mayor variedad de materiales mezclados con polímeros.
Mercado de materiales abierto: Cosine anima a sus clientes a continuar utilizando sus proveedores de materiales propios o utilizar nuestra lista de proveedores para desarrollar nuevos materiales para aplicaciones específicas de la industria. Cosine también provee material bajo solicitud. Mientras mantener un repetibilidad alta es siempre primordial, al movernos a un mercado de materiales abierto permitimos a nuestros clientes encontrar el balance perfecto entre costo, calidad de los materiales y servicio al cliente.
Software especializado: Nuestro software es diseñado in-house, modificado especialmente para nuestra impresora AM1. Con su diseñado intuitivo y data-driven nuestro software provee funcionalidades extendidas a las puntas de tus dedos.
Enchufa. Enlaza. Conecta: Conectarse contigo no es problema para nosotros. Nuestra impresora puede trabajar con WAN cableado, WiFi, o incluso con Verizon 4G. Con una gran variedad de opciones de conectividad de red, Cosine fácilmente puede realizar servicio a tu impresora de manera remota.
Administración remota: Nuestra AM1 provee monitoreo remoto de impresiones con nuestra cámara ethernet. El sistema de monitoreo remoto es capaz de otorgar una vista amplia al progreso de tus impresiones 24/7.
Cincinnati MAAM
La impresora MAAM (Área Media de Manufactura Aditiva, por sus siglas en inglés) de la empresa localizada en la ciudad estadounidense de Cincinnati, es una máquina industrial para manufactura aditiva hecha para la manufactura de producción con un marco rígido soldado, controles CNC, y con opciones de extrusor sencillo o doble. Cuenta con la habilidad de imprimir dos materiales de manera simultánea con cualquier combinación de filamento y pellets, la MAAM es una solución material open source.
Empezando desde los $155,000, la MAAM es una máquina sumamente modificable. Su volumen de construcción masivo puede ser expandido en cualquier dirección y se cuenta con otras numerosas configuraciones, de acuerdo a la compañía. También hay capacitación en el sitio de instalación y soporte continuo de los ingenieros de aplicación de la empresa Cincinnati.
Por su gran variedad de diámetros de boquilla tanto para extrusiones de pellet como de filamentos, la impresora MAAM puede imprimir una variedad de resoluciones de capa con versatilidad en el tamaño, velocidad, detalla y calidad superficial de todos tus proyectos de impresión 3D.
Añadimos declaraciones del fabricante sobre su impresora 3D:
Soluciones Aditivas a la medida: La MAAM es una impresora industrial de manufactura aditiva construida para facilitar la manufactura en producción. Un marco rígido soldado, controles CNC, y la última tecnología en extrusores están combinados en esta máquina para imprimir partes de manera precisa y consistente a velocidades incomparables en el mercado de impresoras 3D. Las opciones de extrusores sencillo y doble así como cualquier combinación con filamentos y pellets hacen que la MAAM este preparada para los trabajos de impresión más duros y complejos. Su solución de materiales de fuente abierta, así como las capacidades de temperatura que tiene en su recinto, su cama de impresión y cabezales de impresión permiten imprimir en 3D los termoplásticos de mas alta ingeniería de la industria.
Operación amigable con el usuario: La MAAM esta diseñada para una operación e instalación sencilla. La simple pero efectiva interfaz HMI provee todo lo que necesitas para un control de impresión exitoso y un monitoreo de acceso remoto. El software de slicing viene incluido con perfiles personalizados y parámetros preconfigurados para un inicio rápido y una programación fácil. Entrenamiento en el sitio y soporte continuo de nuestros expertos de aplicación vienen incluido con cada impresora.
Rápida, Precisa y Confiable: La base rígida soldada de la MAAM, sus husillos de bolas de precisión y los rieles lineales de gran perfil aseguran precisión, estabilidad y velocidad. Los servomotores de control de movimiento y retroalimentación de codificador de Yaskawa en cada eje proporcionan una potencia y un control inigualables. Una suite de sensores ambientales, de temperatura y del sistema de alimentación aseguran una impresión 3D confiable.
Impresión Flexible: Gracias a su gran variedad de diámetros de boquillas tanto para extrusión de filamentos como de pellets, la MAAM puede imprimir una gama de resoluciones de capa. Esto significa una versatilidad máxima en el tamaño, velocidad, detalla y calidad superficial de todos tus proyectos de impresión 3D. La MAAM esta construida para manejar los detalles intricados de una impresora 3D de escritorio, las velocidades de producción de una impresora 3D de gran formato, y cualquier cosa en medio.
Imprime los materiales más resistentes: La MAAM es un sistema open source, lo que signifca que es compatible con cualquier pellet o filamento disponible en el mercado. Puede imprimir partes resistentes en general y a las altas temperaturas con los termoplásticos más fuertes de la industria como el Ultem y el PEEK, gracias a las capacidades de temperatura de su cámara de impresión, su cama de impresión y los cabezales de impresión.
BLB Industries
El fabricante sueco, BLB Industries AB, ofrece la impresora 3D Box 1500 con hasta dos extrusores y extrusión de pellets. La unidad también cuenta con el sistema patentado de calentamiento en vacío de la plata con enfriamiento de aire y un sistema de monitoreo de las impresiones por medio de cámaras.
BLB dice que la Box 1500 puede ser utilizada para prototipado así como producción masiva.
Titan Robotics
Titan Robotics, la compañía basada en Colorado EE.UU. que se especializa en soluciones de impresión 3D a gran escala para diversas industrias, monstruo su nueva impresora 3D híbrida Atlas-HS, que es una impresora FDM de múltiples cabezales y con capacidad CNC. La compañía ha incorporado un sistema de extrusión de pellets visto en su línea de impresoras 3D Atlas con un sistema de fresado de 3 ejes.
La Atlas-HS cuenta con una cámara calentada para impresión de polímeros de alto rendimiento, incluyendo PEI con fibra de carbono, PEEK reforzado con fibra de vidrio y nailones. Con un volumen de impresión de 1270 x 1270 x 1829 mm, la Atlas-HS le otorga a los clientes industriales la opción de incorporar tanto los extrusores de pellet como los de filamentos de Titan en la misma grúa pórtico.
La Atlas-HS permite a sus usuarios industriales imprimir en 3D una pieza con su forma casi final gracias a la extrusión con pellets y después hacerle un post-maquinado para cumplir con los requerimientos de la parte final, así como producir geometrías complejas con sus capacidad de maquinado in-situ, de acuerdo al CEO de la compañía.
Titan también fabrica la Atlas (762 x 762 x 1143 mm), que es un sistema industrial de manufactura aditiva disponible con extrusión de pellets, de filamento o un sistema de extrusión híbrida (pellet + filamento).
Añadimos declaraciones del fabricante sobre su impresora 3D:
Acorta los tiempos de los ciclos: Imprime rápido con la extrusión de pellets en la Atlas-HS, entonces rápidamente obtén un parte de uso final con acabados suaves al mecanizar la parte durante o después de la impresión en la misma máquina.
Reduce costos de piezas: Reduce costos de material hasta 10 veces con alimentadores de pellets y reduce el costo de la mano de obra con el mecanizado automatizado de las partes en la cama de impresión.
Lista para manufactura de uso final: La Atlas-HS esta probada para aplicaciones industriales como crear patrones, moldes, jigs, fixturas y partes de uso final.
Massavit 3D
Massavit 3D Printing Technologies, el fabricante israelí de impresoras 3D de gran volumen para uso industrial, revelo su impresora más reciente en 2021 ofreciendo impresiones más veloces mientras mantiene el mismo tamaño masivo como sus otras dos impresoras, unos impresionantes 1450 x 1110 x 1800 mm.
La Massavit 5000 cuenta con la tecnología de dispensador de gel de la compañía que extruye un gel fotopolímero a altas velocidades antes de curarlo en capas sólidas bajo luz UV. La nueva impresora esta dirigida a la necesidad de los sectores automotriz, naval y ferroviario de reducir los tiempos de espera para partes grandes, prototipos y tooling.
Añadimos declaraciones del fabricante sobre su impresora 3D:
5 modos de impresión que optimizan la velocidad y el tamaño
3 materiales de impresión incluyendo HD 0.5 mm (Dimengel 110)
Sistema de doble material
Produce partes a escala completa, prototipos y moldes en horas en lugar de días
Sistema automatizado de preparación de archivos Massavit SMART Pro incluyendo auto orientación
Monitoreo sencillo con 3 cámaras internas además de una pantalla plana
Voxeljet
Con un volumen de construcción de 4,000 x 2,000 x 1,000 mm, voxeljet describe la VX4000 como la “impresora 3D industrial más grande del mundo para la impresión de moldes y núcleos de arena individuales”. Adicionalmente, la impresora puede producir componentes pequeños en serie y posee una resolución de hasta 200 dpi.
La VX4000 utiliza la tecnología Binder Jetting, que funciona depositando gotas de un agente adhesivo para fusionar material de polvo. En contraste con muchos otros sistemas, la plataforma de construcción de la VX4000 no es descendida después de completar cada capa, en cambio, el cabezal de impresión y el recubridor son elevados. Esto permite a la impresora soportar pesos considerables en su plataforma de construcción. El sistema también promete virtual producción continua gracias a elementos de su plataforma de construcción que son intercambiables. Adecuada para los moldes de metal colado, la plataforma de impresión ha resultado ser una ayuda para la industria de la fundición así como compañías que utilicen la fundición o moldes de cualquier manera.
Sobre los elementos de construcción intercambiables, la VX4000 fue diseñada con plataformas de construcción que se insertan de manera alternada en la estación de procesos permitiendo una operación continua de 24 horas 7 días a la semana.
Es destacable el hecho de que la impresora VX4000 puede imprimir una capa de 4 metros por 2 metros en tan solo dos pasadas, como resultado el sistema no solo asegura la manufactura veloz de objetos grandes sino que también permite la producción eficiente de lotes de piezas pequeñas.
Al utilizar materiales de fundición estándar, las formas de impresión 3D pueden ser integradas sin problemas en las cadenas de valor existentes. La VX400 utiliza resina de Furano optimizada para la impresión 3D y arena de sílice estándar.
Recapitulando, entre sus puntos a destacar:
Operación continua con múltiples plataformas de construcción (dispuestas alternadamente)
Uso variable del volumen de construcción para aplicaciones individuales.
Operación efectiva y continua debido a su diseño robusto y componentes de la más alta calidad
Manufactura veloz y económica de componentes enromes y lotes.
Producción completamente automatizada basada en archivos CAD
Una cosa a tener en cuenta, sin embargo, es que la VX400 viene con un precio a considerar, alrededor de $1,500,000 de dólares. Pero si hacer una inversión de esta naturaleza te resulta imposible, los servicios de impresión 3D de voxeljet te otorgan la oportunidad de tomar ventaja de esta plataforma de impresión.
Fuentes
https://inhabitat.com/the-mawj-3d-printed-chair-is-inspired-by-the-arabian-sea/
https://bigrep.com/bigrep-one/
https://www.cosineadditive.com/en/am1
https://www.e-ci.com/maam
https://titan3drobotics.com/atlas-hs/
https://massivit3d.com/massivit-5000/
https://www.voxeljet.com/industrial-3d-printer/serial-production/vx4000/
https://www.hubs.com/knowledge-base/industrial-fdm-vs-desktop-fdm/
https://pick3dprinter.com/blb-industries-the-box-small-review/