Ventajas de montajes y sistemas de sujeción de piezas impresas en 3D

La manufactura aditiva se está utilizando cada vez más para la fabricación de jigs y fixtures (montajes y sistemas de sujeción de piezas a la medida) por el ahorro de tiempo y recursos.

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El mercado mundial de jigs y fixtures en 2012 era de USD 1.2 billones, pero al ser herramientas que permiten reducir costos, variabilidad en el proceso y tiempos de fabricación, hoy representan un mercado de USD 11.7 billones.

Hasta hace algunos años estos sistemas mecánicos se fabricaban únicamente mediante mecanizado, moldes de inyección, sheet metal o extrusión. En la actualidad ya no son los únicos métodos, ya que en muchos casos es costoso en tiempo y recursos.

Arturo Fragoso, ingeniero de Aplicaciones y Diseño de Shift3D, explica que se requiere que la fabricación de jigs y fixtures sea simple, es decir, que se reduzca el número de ensambles, al igual que también debe haber precisión, repetibilidad y reproducibilidad. Se necesita que sean durables y ligeros para que sean fáciles de manipular, además de ser ergonómicos.

“No deben ser un problema, al contrario, deben ser una herramienta que facilite la vida dentro de las líneas de producción, cambios rápidos, fabricación rápida, y reducción de inventario, deben ser económicos”, Arturo Fragoso, ingeniero de Aplicaciones y Diseño de Shift3D 

 

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Cuando se utilizan sistemas de sujeción de piezas a la medida hay una reducción de costos porque reducen la variabilidad y el tiempo de fabricación. Si no se usaran, tomaría más tiempo, por ejemplo, posicionar una pieza. Incluso, se puede prescindir de un operador.

Hoy en día con la manufactura aditiva (MA), hay todavía más ventajas en la fabricación y uso de jigs y fixtures. Incluso, se empieza a ver un desplazamiento del maquinado de estas herramientas por la MA.

“Con la manufactura aditiva ya no nos tenemos que ceñir a la fabricación simple, porque una de las cualidades de la manufactura aditiva es la complejidad de formas que se pueden fabricar”, asegura Arturo Fragoso.

Mientras que antes se diseñaba en función del método de fabricación, con la MA se tiene que diseñar para la funcionalidad y esto es muy importante, porque desde el diseño se evita el sobre costo en materiales.

Otras ventajas que ofrece la MA, es la precisión que se puede lograr, pero desde el diseño es necesario cuidar las tolerancias. También se puede obtener rigidez y ligereza, con herramientas como la optimización topológica es posible quitar todo el material que no es necesario y obtener piezas ligeras, pero rígidas.

Además evita tener un espacio físico para almacenarlos, ya que ahora se tienen inventarios digitales y es posible imprimirlos cuando se requieren, ya no se necesita de proveedores porque se pueden fabricar in-house.

En particular, si se utiliza la tecnología de impresión Multi Jet Fusion, basada en polvo y no utiliza láser, se tiene una gran capacidad de respuesta para fabricar un mayor número de piezas en menor tiempo, porque fue diseñada para producciones altas y medias. Revise el artículo sobre esta tecnología, presentada para la manufactura aditiva de metales, en esta misma edición de Metalmecánica.

En el caso de piezas plásticas para el uso en sistemas de sujeción, con esta tecnología el lecho de polvo se calienta de manera uniforme dentro de una cámara de construcción. Se utiliza una fuente de energía de infrarrojos, combinada con una agente de fusión para imprimir cada una de las capas de la pieza.

Como resultado se obtienen piezas con excelente resistencia mecánica en cada uno de los ejes X, Y, Z, y con propiedades de hermeticidad para manejo de fluidos tanto gaseosos como líquidos. En otras palabras con esta tecnología se fabrican piezas muy parecidas a las que se obtienen con inyección de plástico, pero a menor costo.

“La fabricación de jigs y fixtures debe ser simple, con alta precisión, que sean rígidos, ligeros y viables económicamente, por eso la manufactura aditiva está ganando terreno”, dijo Arturo Fragoso, durante el webinar “Jigs & Fixtures. La opción es fabricarlos con impresión 3D”, organizado por la empresa Shift3D