¿Impresión 3D para cascos?

La impresión 3D, o fabricación aditiva (AM), como se la conoce en el sector, ha acaparado los titulares como el método de fabricación definitivo para todo tipo de productos y sectores.

La fabricación aditiva se ha abierto un hueco en la creación de prototipos para el desarrollo de productos. Sin embargo, algunos sectores han comenzado a fabricar piezas destinadas a un uso a largo plazo en aplicaciones médicas y aeroespaciales. Además, se han fabricado productos alimenticios, automóviles e incluso armas de fuego con este revolucionario método de manipulación de materiales. ¿Es, pues, solo cuestión de tiempo que todos los procesos de fabricación queden obsoletos, incluidos los utilizados para producir los cascos y los forros protectores de Team Wendy? Quizás, pero probablemente no.

La definición más básica es la siguiente: cualquier proceso que sintetice una pieza mediante adición, en lugar de sustracción o corte. Entre los procesos y tecnologías actuales se incluyen:

• Extrusión: impresión 3D o modelado por deposición fundida (FDM): extruye filamento termoplástico fundido y deposita una fina línea de material una al lado de otra, capa a capa.
• Polimerización por luz: estereolitografía (SLA), procesamiento digital de luz (DLP): utiliza un láser ultravioleta o una imagen de luz de alta intensidad para polimerizar una resina líquida, normalmente sobre una placa, capa a capa.
• Cama de polvo: Sinterización selectiva por láser (SLS), sinterización directa de metales por láser (DMLS): utiliza un láser de alta intensidad para fundir y unir entre sí termoplásticos o metales en polvo.

Ventajas y por qué la fabricación aditiva es tan popular

La fabricación aditiva (AM) se utiliza con mayor frecuencia en lugar del mecanizado (o fabricación sustractiva) y del moldeo por inyección. El mecanizado es ideal para volúmenes pequeños y medianos de piezas, en los que se requieren tolerancias muy estrictas. El moldeo por inyección es ideal para volúmenes medianos y altos de piezas, en los que se requieren tolerancias medias-altas. Actualmente, la AM encaja en el nicho de volúmenes muy pequeños y tolerancias bajas a medias que dejan sin cubrir los otros dos métodos. Es más adecuada para volúmenes pequeños debido a los costes relativamente elevados de la producción de piezas.

En la fabricación aditiva (AM) hay muchos materiales disponibles, desde termoplásticos de ingeniería ya existentes, como el policarbonato y el nailon, hasta metales aeroespaciales como el titanio y las superaleaciones de níquel. La ausencia de utillaje hace que este proceso sea perfecto para hacer realidad diseños únicos o de pieza única. Además, dado que casi todos los procesos de AM construyen capa a capa, se pueden crear características como cavidades internas que, de otro modo, serían imposibles (con el moldeo por inyección) o extremadamente difíciles (mediante mecanizado).

Inconvenientes

La fabricación aditiva (AM) sigue siendo una tecnología que se encuentra en sus inicios. Eso significa que probablemente apenas estemos rascando la superficie de sus posibilidades. Pero también implica que las máquinas necesarias son muy caras y evolucionan muy rápidamente; los equipos que se compren hoy pueden quedar obsoletos en unos pocos años. Los materiales utilizados pueden ser, en ocasiones, exactamente los mismos que se emplean en los métodos de fabricación existentes, lo que debería dar lugar a piezas con una resistencia comparable. Sin embargo, en el proceso FDM, por ejemplo, las capas no se unen entre sí tan bien como si la pieza fuera una versión sólida del mismo material. Además, algunos procesos de fabricación aditiva utilizan materiales patentados, por lo que, si las propiedades del material para el diseño de una pieza requieren algo diferente, esto puede descartar todo un proceso.

¿Cuándo recibiré mi casco impreso en 3D de Team Wendy?

Hoy por hoy no. Actualmente, el 0 % de los componentes que vendemos utilizan esta tecnología. Sin embargo, casi todos los productos que vendemos comenzaron como prototipos impresos en 3D. En los últimos años, ha aumentado considerablemente el número de prototipos que se han utilizado para desarrollar un producto en su totalidad antes de su fabricación.

Una de las primeras impresiones que realizamos fue, de hecho, para el diseño de la placa de entrenamiento ESAPI, con el fin de comprobar su ajuste en diversos portaplacas e inspeccionar las superficies curvas en busca de errores. En el caso de los modelosEXFIL® Carbon y LTP, se imprimieron prototipos de las carcasas para realizar pruebas de ajuste y para conseguir el aspecto adecuado. El prototipoEXFIL® Ballistic que se presentó en la SHOT Show 2014 era una carcasa SLA, que se había pintado y ribeteado utilizando los mismos métodos de producción reales. La carcasa no ofrecía protección balística ni contra impactos contundentes, pero permitió a los operadores y agentes de las fuerzas del orden probársela y aportar sus comentarios, lo que aumentó considerablemente la confianza en el diseño antes de dar luz verde a la fabricación de utillaje que cuesta decenas de miles de dólares.

Otra ventaja que se puede aprovechar es la creación de utillajes y ayudas de producción a pequeña escala. Hemos utilizado piezas impresas en 3D para diversas aplicaciones de colocación de piezas en las que las tolerancias de colocación no son muy exigentes. A la hora de fabricar cascos, las superficies complejas siempre son un factor a tener en cuenta. El mecanizado de piezas con superficies complejas que abarcan un área bastante grande puede resultar caro y, en estos casos, la impresión 3D (concretamente, la tecnología FDM) puede resultar mucho más económica.

Potencial futuro

El potencial de esta tecnología en lo que respecta a los cascos es enorme. Imagínate que te hicieran un escáner de la cabeza y, unos días después, recibieras un casco que se ajustara perfectamente a ella: cómodo, de perfil bajo y lo más ligero posible. Aunque por ahora solo es un sueño, los avances en la tecnología de fabricación aditiva podrían convertirlo en realidad antes de lo que pensamos.