Cómo la impresión 3D está cambiando la industria de procesamiento de plásticos

Paul K. Steck | 22 de febrero de 2023

No es el futuro, es el presente. Y aquí está la prueba. Los avances en la impresión 3D en los últimos años han sido dinámicos, al igual que su impacto en numerosas industrias. Ahora se ha demostrado que todo, desde prótesis médicas hasta la construcción residencial y la infraestructura física de nuestras ciudades y pueblos, se puede lograr con la aplicación de esta tecnología. La mayoría de las industrias, si no todas, están aplicando los beneficios de la impresión 3D. Audi Motors ya lo utiliza para fabricar algunas piezas específicas, y las impresoras y piezas 3D también están presentes en buques de guerra y se emplean tácticamente en numerosos escenarios militares.

Entonces, ¿hacia dónde irá audazmente la impresión 3D? ¿Qué tal el espacio exterior?

Desde 2019 se ha instalado en la Estación Espacial Internacional una bioimpresora diseñada para imprimir tejido humano. En un futuro no muy lejano, una mayor exploración espacial requerirá tecnología de impresión 3D. Si planeamos colonizar otro planeta, la impresión 3D nos permitirá construir viviendas y otras estructuras de forma rápida (y más rentable) con materiales autóctonos. Estamos a sólo unos centímetros de que esto se convierta en realidad.

La NASA está inmersa en el uso de la impresión 3D. En diciembre de 2019, publicó un documento sobre sus programas, “Resolver los desafíos de los vuelos espaciales de larga duración con impresión 3D”. El proyecto In-Space Manufacturing (ISM) del Centro Marshall de Vuelos Espaciales (MSFC) de la NASA se centra en producir piezas de repuesto, herramientas y materiales bajo demanda para las necesidades rutinarias durante viajes largos y estar preparado para responder rápidamente a acontecimientos imprevistos. La fabricación en el espacio utilizando tecnología de impresión 3D podría ser una solución. La impresión 3D en condiciones de gravedad cero ya ha producido con éxito docenas de piezas, lo que demuestra que la falta de gravedad tiene poco o ningún impacto en la confiabilidad o calidad de un artículo.

Para la fabricación, las ventajas de la impresión 3D y la tecnología aditiva incluyen:

La impresión de gran formato a menudo elimina la necesidad de soldar piezas entre sí, lo que reduce el tiempo y el coste de mano de obra, y da como resultado una mayor resistencia general de las piezas. Por ejemplo, recientemente creamos prototipos para la feria comercial de un cliente en París, ahorrándoles tiempo y dinero. Más allá de la creación de prototipos, las tiradas de producción cortas, rápidas y menos costosas son ahora una realidad.

Esto plantea la pregunta: ¿Se volverán obsoletos otros procesos tradicionales de moldeado de plástico?

Si bien la impresión 3D ofrece numerosas ventajas, no desplazará por completo a los métodos de producción convencionales. Todavía es una tecnología en desarrollo con obstáculos que deben considerarse al elegir un enfoque de desarrollo de productos. Los fabricantes y diseñadores de productos deberían verlo como un proceso que complementa la producción convencional. Pueden utilizar sus cualidades especiales para mejorar el diseño del producto e incluso crear piezas que serían imposibles de fabricar de otra manera. Sin embargo, en un futuro próximo, la impresión 3D y la tecnología aditiva podrían sustituir ciertos procesos de moldeado de plástico. ¿Por qué? Porque eliminará la necesidad de costosos moldes de silicona o caucho, además de las demás ventajas citadas anteriormente. Nuestra propia empresa experimentó un crecimiento del 17,5% en 2022, una parte del cual es atribuible a la fabricación aditiva. Incluso producimos carcasas para una empresa que fabrica impresoras 3D.

En su artículo, "¿Es la impresión 3D el futuro de la fabricación?" En Industry Today, David Spergel afirma que el futuro se acerca. La fabricación en masa rápida y asequible que utiliza la impresión 3D debe ser más rápida y menos costosa. Actualmente, la fabricación aditiva, en su conjunto, es demasiado lenta para la fabricación a gran escala, aunque es útil para tiradas a pequeña escala. No obstante, la tecnología ampliará su huella y continuará combinándose con los procesos ya implementados. A medida que la impresión 3D madure, los productores tendrán su propio plan para sacar provecho de ella. Para lograr una eficiencia a gran escala, el ciclo de posprocesamiento de la mayoría de los productos es laborioso, pero nuestra empresa se especializa en el acabado de alta calidad de piezas de plástico y hemos demostrado en comparaciones lado a lado que las piezas 3D pueden proporcionar el nivel de calidad que requieren los OEM.

¿Existe alguna desventaja de la impresión 3D? Además de la curva de aprendizaje para el personal, el proceso produce un resultado con una textura algo rugosa que requiere un acabado experto. No todas las empresas están preparadas para ello. Como se mencionó anteriormente, Exothermic Moulding ya contaba con un acabado interno de calidad automotriz antes de ingresar al espacio 3D. Cuando se hace correctamente, es casi imposible distinguir entre una pieza moldeada y una pieza aditiva en una comparación lado a lado, como se puede ver en la foto a continuación.

La velocidad de los nuevos desarrollos en esta tecnología es notable. En tan solo el poco tiempo desde que compramos e instalamos nuestra impresora 3D de gran formato, el fabricante ha podido aumentar la velocidad de la máquina en un factor de tres.

Los dueños de negocios necesitan invertir en sus empresas para mantenerse al día con la tecnología que cambia rápidamente. Esta inversión producirá un rápido retorno de la inversión basado en la creciente demanda de estos servicios. Además, muchas inversiones pueden calificar para créditos fiscales para investigación y desarrollo. Y los dueños de negocios también necesitan invertir en su gente. En Exothermic, creamos una unidad operativa dedicada dentro de la empresa para manejar las crecientes necesidades de nuestros clientes en fabricación aditiva. Junto con nuestros consultores de recursos humanos, creamos una trayectoria profesional para que los empleados de nivel inicial se desarrollen y progresen a través de una serie de niveles de competencia.

Al final, sin duda ha llegado una nueva dimensión en la fabricación.

Sobre el Autor

Paul K. Steck es el presidente de Exothermic Moulding Inc., un fabricante familiar de plásticos especiales de tercera generación en Kenilworth, Nueva Jersey, que presta servicios en una variedad de sectores verticales que incluyen atención médica, ciencias de laboratorio y defensa.

Más información sobre formatos de texto

Consulte nuestra cobertura de nuevas aplicaciones de plásticos alucinantes y más.