La Fabricación Aditiva (FA) es una tecnología emergente y alternativa a los procesos de fabricación convencionales que, por medio de la deposición sucesiva de capas de material, permite construir objetos directamente a partir de un modelo CAD (Diseño Asistido por Computación) de la pieza, mostrándose prometedora para sectores estratégicos como el aeroespacial, automoción y energía.

Esta modalidad de fabricación permite, entre otras cosas, prescindir de herramientas y utillajes, reproducir cualquier geometría por muy compleja que sea, ofrecer una respuesta inmediata y personalizar cada pieza (customización). Hoy en día, esta tecnología permite fabricar piezas 100% funcionales con un alto valor añadido, lo que la está convirtiendo en una gran competidora de los tradicionales procesos de mecanizado y conformado.

En la actualidad, esta tecnología se engloba dentro de las tecnologías 4.0 que permiten la puesta en marcha de fábricas inteligente, aquellas que son capaces de una mayor adaptabilidad a las necesidades y a la flexibilidad de los procesos de producción.

Procesos de FA en la industria

Dentro de la fabricación aditiva encontramos un amplio abanico de procesos que permiten fabricar piezas en diferentes materiales, calidades y aplicaciones. El Comité F42 sobre Tecnologías de Fabricación Aditiva de la ASTM internacional los estandarizó en las siete categorías[1]:

  • Material Extrusión: Proceso de fabricación aditiva en el que el material se distribuye selectivamente a través de una boquilla u orificio.
  • Material Jetting: proceso de fabricación aditiva en el cual gotas del material a construir se depositan selectivamente.
  • Binder Jetting: Proceso de fabricación aditiva en el cual un líquido actúa como agente de unión al ser depositado de forma selectiva entre el material en polvo a unir.
  • Sheet Lamination: proceso de fabricación aditiva en el cual se unen láminas de material para formar la pieza final.
  • Photopolymerization: Proceso de fabricación aditiva en el cual un líquido fotopolimerizado es curado de forma selectiva mediante polimerización activada por luz.
  • Powder bed fusion: proceso de fabricación aditiva en el cual la energía funde de forma selectiva material depositado en un lecho de polvo.
  • Directed energy deposition: Es un proceso de fabricación aditiva en el cual la energía térmica, generada por distintos sistemas, se utiliza para fundir el material que está siendo depositado sobre una superficie.

Un aspecto fundamental en el desarrollo de estas tecnologías es la fuente de aporte térmico que utilizan para depositar cada capa de material, siendo el láser una de las más utilizadas. Así, las tecnologías de fabricación aditiva por láser son las más prometedoras para la fabricación de componentes metálicos dentro de las tecnologías de FA.

Sectores de aplicación

La FA está presente en un amplio número de sectores industriales. Algunos de ellos son el sector biomédico, el aeronáutico, automoción, energético, defensa y textil.

Por su parte, el compromiso de aligerar el peso manteniendo la resistencia mecánica, tanto en el sector aeronáutico como en el de la automoción, hacen que la fabricación aditiva ya se esté aplicando, y cada vez más en prototipos, validación de nuevos modelos, componentes de espesor variable y piezas funcionales, entre otras.

En el sector energético y defensa su empleo pasa por las posibilidades que ofrece para la fabricación de series cortas de piezas de geometría compleja de manera rápida y a un precio competitivo.

Otro sector de aplicación es el textil y mobiliario donde la fabricación aditiva les permite libertad a la hora de diseñar diferentes formas. Aplicaciones que pueden extenderse al sector de bienes de consumo en general.

En definitiva, la FA ya se está convirtiendo en una alternativa real a los procesos de fabricación convencionales. En la actualidad se está realizando una gran inversión en I+D para hacer estos procesos productivos más rentables y con una mayor variedad de materiales.

[1] ASTM Standard F2792. 2012. Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies. In ASTM F2792 – 10e1. West Conshohocken, PA: ASTM International.

Foto 1: Álabe de bronce-aluminio fabricado mediante LAM (Laser Additive Manufacturing).

Foto 2: Cabezal utilizado para fabricación aditiva por láser mediante LMD (Laser Metal Deposition) o DED (Direct Energy Deposition).

Ambroise Vandewynckéle

Responsable de I+D+i