Como hemos señalado anteriormente, existen importantes costos monetarios y de tiempo asociados con el procesamiento posterior de impresiones 3D de metal . Gran parte de esos costos se generan en torno al material de soporte, ya que consume material de stock y su eliminación requiere mucho tiempo. Tener que utilizar pilares de soporte también limita la geometría de la pieza y la cantidad de piezas que se pueden imprimir a la vez. Deshacerse de los pilares de apoyo vendría con una gran cantidad de beneficios. Entonces eso es lo que Velo3D hizo con su sistema SupportFree y aumentó las tasas de producción semanales en más del 60%.
En la impresión 3D de metal en lecho de polvo, los pilares de soporte no sostienen las áreas sobresalientes tanto como sostienen todo el objeto en su lugar. Esto se debe a que los voladizos ya están soportados por el lecho de polvo, pero las partes metálicas planas tienden a deformarse durante el proceso de sinterización, ya que los gránulos de polvo metálico se calientan y enfrían rápidamente, por lo que los pilares de soporte ayudan a evitar esa deformación al servir como anclajes y disipadores de calor. Sin embargo, hay otras formas de combatir esa deformación, como minimizar las capas planas y controlar estrictamente todos los procesos de impresión.
Con SupportFree, todas las piezas están en ángulo de modo que solo un punto de una pieza mire hacia abajo durante la impresión, como equilibrar un cubo en una esquina; si no existe tal punto en una pieza, se agrega temporalmente una esquina a un borde exterior y luego se elimina después de la impresión. La orientación de cada parte para que comience en un punto pequeño y crezca hacia afuera a medida que sube significa que toda la parte puede actuar como un disipador de calor, reduciendo los patrones de calentamiento y enfriamiento desiguales que causan deformaciones. Más allá de eso, el procesamiento específico de la función permite que la impresora afecte sus parámetros al imprimir los puntos de inicio de cada pieza para evitar deformaciones a medida que se forma. Algunos de los parámetros controlados y rastreados son la temperatura de la cámara, la alineación del láser, la estabilidad del rayo, el enfoque del láser, la alineación del sensor térmico y la calidad del lecho de polvo.
Esas mismas métricas se monitorean en el sistema de control de calidad de Velo3D llamado Assure. Will Hasting, ingeniero de soluciones de Velo3D, explica: «Si la máquina cumple nominalmente las especificaciones cuando comienza la construcción y permanece en las especificaciones durante toda la construcción, entonces esa es la base para validar la calidad de la pieza si una pieza de calidad se ha producido de esa manera antes». Eso realmente puede reducir los costos que conlleva la validación de piezas.
Cuando se aplicó el sistema SupportFree a un soporte de avión, una sola impresión pasó de contener 18 unidades a 220 unidades. Después de tener en cuenta el aumento del tiempo de impresión para más unidades por ejecución, las tasas de producción suben a 147 unidades por semana en comparación con 90, un aumento del 61%. Y eso no incluye todos los ahorros porque no considera que el tiempo de procesamiento posterior se evite al no tener que eliminar los pilares de soporte. “También hay menos mano de obra táctil por pieza en el método sin soportes”, dijo Hasting.
Velo3D esencialmente ha hecho que la fusión de lecho de polvo metálico funcione como la sinterización selectiva por láser, la tecnología de lecho de polvo utilizada para imprimir polímeros como la poliamida. Una vez finalizada la impresión, las piezas simplemente se pueden sacar de la tina de polvo en lugar de tener que cortarlas de la placa base como ocurre con la mayoría de las impresoras 3D de metal. El sistema SupportFree permite una mayor libertad en el diseño porque no es necesario evitar los voladizos. Además, los diseñadores pueden incluir diámetros internos más grandes e imprimir piezas con relaciones de aspecto más altas. Es difícil creer que se obtengan tantas ventajas simplemente con eliminar los pilares de soporte.
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