¿Cómo reemplazar mis piezas de aluminio?
En muchos de los procesos de las empresas hoy en día se maneja el aluminio como material para apoyo a la producción o bien, partes de uso final. Un metal barato y con buenas propiedades que pueden servir para diferentes ámbitos. Su facilidad para generar diferentes aleaciones con otros materiales como el cobre, zinc, hierro, titanio, entre otros, lo convierte en un material muy versátil en diferentes mercados para cumplir con estándares y requerimientos.
Por lo tanto, la idea de sustituir el aluminio puede ser algo ambiguo. Quizá hayas considerado la opción de cambiarlo por un metal con una resistencia mejor, pero hoy en día con el avance de las tecnologías y las múltiples posibilidades que tenemos ante nosotros existen otras alternativas que pueden ser igual de funcionales.
Un ejemplo muy claro entre estas alternativas son los termoplásticos como el ABS-CF10. Este material es un compuesto donde se involucra el ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno) con 10% de fibra de carbono troceada en peso, lo cual da como resultado un termoplástico 50% más rígido y 15% más fuerte a comparación de un ABS convencional además de poder aguantar hasta 100°C.
El ABS-CF10 puede ser utilizado en distintas circunstancias dependiendo de las necesidades del mercado. El ABS CF-10 lo encuentras de manera exclusiva en las máquinas de la serie F123 de las impresoras 3D de Stratasys.
Un ejemplo es una empresa de maquinaria de Estados Unidos que generaba moldes de $12,500 dólares en aluminio sólido. Una vez que tuvo acercamiento a la manufactura aditiva con la tecnología de Stratasys, decidió cambiar de estos moldes por fabricar las piezas directamente, ahorrándoles un 85% en tiempo y un 98% en costos.
Otro ejemplo, con un centro de diseño ubicado en Minnesota, desarrollaron una serie de actuadores finales para brazos robóticos que son utilizados para ensamblar partes para un vehículo electrónico. Este actuador es utilizado para instalar paneles del vehículo y los componentes de vidrio. Gracias a la libertad de geometría y las configuraciones de relleno al momento de imprimir se pudo lograr mayor ligereza, permitiéndole tener más velocidad de movimiento evitando forzamiento del motor del robot.
Existen otras opciones de materiales compuestos como el Nylon 12CF Este termoplástico es una poliamida 12 rellena de un 35% de fibra de carbono troceada por peso que cuenta con excelentes características estructurales. Es uno de los materiales más resistentes de la gama FDM de Stratasys, con una gran resistencia a la reflexión y, en consecuencia, el que mayor ratio resistencia/peso tiene.
Es adecuado para aplicaciones donde se requieran herramientas resistentes pero ligeras y para prototipos funcionales en el sector automotriz, aeroespacial y de maquinaria.
Un caso popular con una empresa automotriz que fabrica motores para vehículos en Estados Unidos fue el uso de este material para herramientas de producción más ligeras. Cuando necesitaron un nuevo sistema elevador de cinta transportadora aérea para respaldar la producción de un nuevo vehículo, podían haber tomado la ruta tradicional y usar aluminio, pero decidieron realizar con manufactura aditiva. El conveyor fabricado con aluminio habría sido demasiado pesado y no ofrecería la capacidad operativa.
La fabricación en este termoplástico dio como resultado una mayor rapidez para la implementación de lo que habría sido posible con piezas mecanizadas. Al final esto les genero un ahorro del 32% en costos y del 75% en tiempos de entrega.
¿Cómo elegir el material de fibra de carbono correcto?
Ambos de los termoplásticos mencionados son una buena opción, pero la elección dependerá mucho de los parámetros que se le suelen aplicar a las herramientas o piezas que queramos manejar. En la siguiente tabla podemos ver la comparación entre estos materiales como lo es la fuerza a la flexión y la tracción.
El ABS CF10 es un material versátil que ofrece un mayor rendimiento mecánico en comparación con los plásticos básicos de ingeniería. Es una buena opción para casos de uso que requieren rigidez adicional en comparación con el estándar ABS como accesorios livianos, guías de perforación y otros soportes para la manufactura.
Mientras que el Nylon 12CF tiene una buena resistencia química, aunque su acabado suele ser ligeramente más grueso. Sin embargo, es el material más acercado a las propiedades mecánicas del aluminio, resistiendo hasta 142° de temperatura antes de deformarse.
Las diferentes posibilidades y cualidades que puede ofrecer la manufactura aditiva pueden aportar a diferentes procesos, áreas y oportunidades en nuestro ciclo de desarrollo de producto y esto puede repercutir de manera positiva en el ahorro de dos factores importantes para cualquier centro de trabajo: el tiempo y el dinero.
En 3DLAB contamos con estos materiales, si requieres más información sobre este y otros materiales, puedes contactarnos a través de contacto@3dlab.mx y con gusto resolveremos tus dudas, o puedes ingresar a nuestra página de materiales en donde encontrarás más información sobre las características y propiedades de los materiales que manejamos en nuestro centro de manufactura aditiva.
