Precisión(sigue prototipado) –
Espesor mínimo de pared (en general) > 0,5 mm. – Tamaño mínimo de un detalle a reproducir: 0,25 mm. – Difícil conseguir piezas con tolerancias inferiores a ± 0,05 mm. 

Inconvenientes

Precios aún elevados de los equipos y de los consumibles. – Procesos lentos, sobre todo para piezas grandes (rápidos frente a tecnologías tradicionales, pero aún lentos si se desea una solución inmediata).  – Difícil conseguir piezas con tolerancias inferiores a ± 0,05 mm (útil para prototipado pero no para la fabricación de patrones para procesos de fundición o fabricación de piezas acabadas.  – Las propiedades físicas (densidad, peso, transparencia, dureza, rugosidad, resistencia, elasticidad, etc.) del prototipo son inferiores a las de una pieza fabricada por métodos tradicionales en el mismo material.
Esto implica problemas para realizar ensayos con resultados aplicables a las piezas reales que se fabricarán posteriormente.  – Limitaciones de materiales a emplear.  

Aplicaciones

Fabricación de prototipos (para visualización conceptual), piezas acabadas y herramientas (generalmente moldes) para fabricación en serie de componentes. 

Variaciones del proceso

La diferencia entre un método u otro es la forma de producir las diferentes capas que se deben superponer. – Modelado por deposición de material fundido (FDM): Un filamento de termoplástico es extruido a través de una pequeño orificio (0,25 a 0,5 mm) de una matriz calentada. El cabezal de la extrusora sigue una trayectoria para completar cada sección de la pieza a fabricar. Cuando se finaliza una sección, la mesa desciende y se superpone la siguiente capa de material. El tamaño del filamento (0,25 a 0,5 mm) determina la tolerancia mínima obtenida en la dirección Z. En las direcciones X e Y la tolerancia es del orden de 0,025 mm. El precio de las máquinas para esta tecnología dependen mucho del tamaño máximo de la pieza a realizar.

– Estereolitografía (SLA): Se basa en el principio de endurecer un líquido (proceso de curado) fotopolímero por medio de un haz láser que sigue una trayectoria determinada. El material fotopolímero está contenido en una cuba que contiene una plataforma desciende a medida que se completa cada sección de la pieza. El líquido sobrante puede usarse en operaciones posteriores. Las tolerancias dependen de la agudeza del láser, en general se pueden alcanzar 0,0125 mm. Las máquinas son generalmente más caras que las de FDM. – Sinterizado láser selectivo (SLS): Proceso basado en el sinterizado selectivo de polvos de material no metálico (habitual) o metálico (menos común). A las máquinas 3D de esta tecnología existentes en el mercado se las llama impresoras 3D. Como se ve en la figura el sistema consta de dos cilindros en su parte inferior. El de la izda. sube incrementalmente para suministrar polvo de material que mediante el rodillo es desplazado hasta el cilindro de la dcha. Entonces un haz láser sigue una determinada trayectoria para sinterizar una porción de la sección transversal de polvo depositado en el cilindro de la dcha. Finalmente el cilindro de la dcha. desciende y espera por la deposición de la segunda capa.  – Fabricación mediante partículas balísticas (BPM): Los prototipos se crean mediante la proyección de millones de partículas (10.000 partículas/s) microscópicas (50 μm) de un polímero caliente, que se consolidan en el punto de impacto. La tobera de proyección dispone de 4 grados de libertad (tres de traslación y uno de rotación), lo que permite construir cualquier tipo de geometría 3D capa a capa.  – Impresión 3D (3DP): Es una variante del BMP. En este caso se extiende primero una capa de polvo de un material cerámico, metálico o polímero y luego se aplica un adhesivo para endurecerlo. Se utilizan varios chorros que pueden combinarse para fabricar la pieza en distintos colores.  – Fabricación de objetos laminados (LOM): Se trata de superponer hojas de papel con un adhesivo en una de sus caras de tal forma que cada hoja representa una sección de la pieza a fabricar. La forma se cada sección es cortada por medio de un haz láser. El contorno exterior de la sección se corta en forma de cuadrícula para facilitar la extracción de la pieza acabada. – Fabricación directa (DM) y Fabricación rápida de herramientas (RT): Se trata de procesos que pueden encaminarse a la fabricación de componentes acabados para producción (no sólo prototipos). El primero se refiere a la fabricación pieza acabada por técnicas de prototipado. El segundo se refiere a fabricar herramientas (moldes, patrones para fundición, etc.) que serán usadas en la fabricación posterior de componentes. La fabricación directa sólo se justifica cuando el tiempo de fabricación mediante prototipado sea lo suficientemente reducido.

MICROMECANIZADO

Se trata de procesos de ultra-precisión encaminados a la fabricación mediante arranque de material de componentes cuyas dimensiones se encuentran en el orden de varios μm a pocos mm.  

Características

El micromecanizado engloba casi la totalidad de las tecnologías utilizadas en la fabricación de componentes miniaturizados (entre 0,5 y 500 μm).  – Importancia del micromecanizado: el mercado mundial de las micro-tecnologías crece del orden de un 11% anual. Gran crecimiento en sectores como la electrónica, telecomunicaciones y la medicina.  – A veces se utilizan para mecanizar pequeños detalles en piezas de gran tamaño (generalmente moldes).

Mecanismo de arranque de material

Idéntico al de los procesos convencionales similares. 

Máquina

Se fabrican casi todas en Alemania y Japón. Por eso su coste sigue siendo muy elevado. 

Materiales

Metálicos y no metálicos. Dependerá de la tecnología empleada. 

Precisión

Tolerancias del orden de los ± 0,5 μm.  – Rugosidad inferior a los 50 nm. 

Aplicaciones

Los dispositivos fabricados mediante micromecanizado se aplican a sectores como la medicina, automoción, industria aeroespacial, microelectrónica, fluidos, etc. 

Variaciones del proceso

Micro-fresado. Capaz de mecanizar piezas 3D. La mayoría de los procesos de micromecanizado trabajan en 2D. Las fresas utilizadas son en general de carburo de tungsteno con diámetros entre 0,025 y 0,2 mm y tienen geometrías estándar lo que implica problemas para adaptarse a diferentes materiales. Pueden hacerse a medida pero son muy caras. La

precisión no es muy alta: del orden de 1μm, siendo el tamaño de las piezas habituales del orden de 100 a 500 μm. La profundidad de mecanizado puede ser < 10 μm según material y dimensiones de la herramienta. Los avances son < 40 mm/min mientras el cabezal gira por encima de las 40.000 rpm. Las fuerzas de corte son relativamente muy superiores a las de

fresado convencional. La sujeción de la herramienta es crítica (requiere precisión de posicionamiento de la herramienta muy alto), siendo muy complicado conseguir una buena alineación cuando en un proceso es necesario realizar un cambio de herramienta. Se puede fresar cualquier tipo de material, pues el posible rango de variación de los parámetros de corte es elevado.