La aparición de la tecnología de impresoras 3D de metal ha transformado la forma en que las industrias desarrollan elementos duraderos, útiles y muy detallados. Desde la industria aeroespacial y automovilística hasta los implantes médicos y las herramientas personalizadas, este proceso creativo está transformando la fabricación contemporánea.

En el siguiente artículo analizaremos el mecanismo de impresora 3D de metalDónde se utiliza, en qué se diferencia de los métodos tradicionales y de la impresión 3D en plástico, así como las razones por las que la impresión 3D en metal es la opción número uno para la creación de prototipos y la fabricación.

¿Qué es una impresora 3D metálica y cómo funciona?

Una impresora 3D de metal se basa en el uso de la tecnología de fabricación aditiva para producir artículos de metal mediante la superposición de materiales de polvo metálico o de alimentación de alambre, sinterizándolos con la ayuda de láseres, haces de electrones o cualquier otra fuente de calor. Esta técnica construye el objeto, en lugar de sustraerlo de una pieza de material, lo que disminuye los residuos y aumenta la libertad de diseño.

Un estudio revela que el valor del mercado mundial de impresoras 3D de metal en 2023 fue superior a $4,5 mil millones, y fue proyectado por Grand View Research para crecer a una CAGR de 19,5% en los años entre 2023 y 2030.

Funcionamiento de la impresión 3D en metal 

Se utilizan varios tipos de tecnologías de impresión 3D para metales, pero algunas de las más comunes son:

1. Sinterización directa de metales por láser (DMLS)

Un láser funde selectivamente polvo metálico y forma un objeto sólido específico capa a capa.

2. Fusión selectiva por láser (SLM)

Al igual que el DMLS, fusiona completamente el polvo metálico, a menudo utilizado en el sector aeroespacial.

3. Fusión por haz de electrones (EBM)

Se utiliza un haz de electrones en lugar del láser, con necesidad de un entorno de vacío.

Estos procesos son diferentes de Modelado por deposición fundida, normalmente empleado en la impresión 3D de plástico, donde se funden y depositan filamentos termoplásticos.

Ventajas del uso de impresoras tridimensionales

Algunas de las ventajas de utilizar impresoras 3D son las siguientes.

1. Flexibilidad de diseño

Las geometrías complejas y los canales internos son fáciles de producir pero complicados en la fabricación convencional.

2. Reducción de residuos

Se utiliza el material necesario, y no es el caso de Mecanizado CNCque elimina el material.

3. Producción a la carta

Construya componentes a la carta para reducir el inventario y los plazos de entrega.

4. Piezas más resistentes

Utilizando metales como el titanio, el aluminio, el acero inoxidable y el Inconel, se consigue una gran solidez y resistencia al calor.

Industrias que dependen de las impresoras 3D metálicas

• Aeroespacial: Componentes ligeros personalizados que soportan condiciones extremas.
• Automóvil: Creación rápida de prototipos y componentes personalizados para vehículos de altas prestaciones.
• Médico: Se diseñaron implantes y herramientas quirúrgicas específicos para cada paciente.
• Herramientas industriales: Se trata de fabricar troqueles, moldes y piezas a medida en poco tiempo y con precisión.

Impresión 3D en metal frente a impresión 3D en plástico.

FDM o estereolitografía puede ser utilizado por ambos, pero la impresión 3D en plástico se utiliza más comúnmente para la creación de prototipos y modelos educativos.

A la hora de elegir, hay que tener en cuenta para qué sirve el producto final. Para piezas funcionales de uso final, un impresora de metal suele ser la mejor inversión.

Materiales populares para la impresión 3D en la industria metalúrgica

Algunos de los materiales de impresión 3D más utilizados en aplicaciones metálicas son:

• Titanio (Ti6Al4V): Ligero y biocompatible

• Acero inoxidable: Rentable y resistente a la corrosión

• Inconel: Excelente resistencia al calor

• Aluminio: Ligero y resistente

• Cromo-cobalto: Adecuado para implantes dentales y ortopédicos.

Estos materiales permiten que la impresora 3D de metal produzca piezas capaces de soportar altas temperaturas, presión y ambiente corrosivo.

¿Qué impresora 3D de metal se adapta mejor a sus necesidades?

A la hora de elegir una impresora 3d de metal, ten en cuenta:

• Construir volumen
• Compatibilidad de materiales
• Requisitos de precisión
• Funciones de postprocesamiento
• Soporte informático

Los usuarios industriales pueden optar por las máquinas DMLS o SLM, mientras que las instituciones de investigación y los fabricantes a pequeña escala pueden optar por máquinas compactas con volúmenes de fabricación limitados.

El futuro de la impresión 3D en metal

Aunque la fabricación aditiva de metales o Tecnología de impresión 3D es nuevo, el futuro es brillante en lo que respecta al metal en la tecnología de impresoras 3D. La optimización del diseño impulsada por la IA, un ciclo de impresión más rápido y una mayor reciclabilidad de los materiales harán más probable la adopción generalizada de estas soluciones en múltiples sectores.

Según el Informe Wohlers 2024, el crecimiento de la AM (fabricación aditiva) de metales fue de 25% interanual, y las tecnologías de impresión 3D se utilizan actualmente en 75% de los flujos de trabajo de producción de los fabricantes aeroespaciales.

Veredicto final

Así pues, podemos afirmar sin temor a equivocarnos que la aparición de la impresora 3D metálica supone un punto de inflexión en la fabricación contemporánea. Con una resistencia de materiales sin parangón, libertades de diseño y usos emergentes en diversos sectores, la tecnología ya no es el futuro: ya está aquí.

Aunque la impresión 3D en plástico y el modelado por deposición fundida siguen siendo los elementos básicos de la creación de prototipos de bajo coste, la impresión en metal es el líder obvio de las futuras piezas de alto rendimiento. Independientemente de si fabrica, diseña o innova, la incorporación de tecnologías de impresión 3D con una impresora 3D de metal de confianza puede cambiar su forma de fabricar y crecer para siempre.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es la diferencia entre las impresoras 3D de plástico y las de metal?

Una impresora 3D de metal necesitará alimentación de polvo metálico o alambre; en el caso de una impresora de plástico, se utilizan filamentos como PLA o ABS. Las impresoras de metal crean piezas finales más resistentes.

2. ¿Cuál es el coste de una impresora 3D o de otro tipo?

El coste de todos los tipos de impresoras depende explícitamente del tipo, el tamaño y las opciones de la impresora.

3. ¿Es posible tener una impresora 3D de metal en casa?

No recomendamos el uso doméstico de estas impresoras debido a sus costes, tamaños y requisitos de seguridad. Se utilizan principalmente en entornos industriales o profesionales.

4. ¿Qué sectores se ven más favorecidos por la impresión 3D en metal?

La tecnología de las impresoras 3D de metal está muy extendida en los sectores aeroespacial, automovilístico, médico y de herramientas industriales.

5. ¿Es necesario un tratamiento posterior tras la impresión?

Sí, suele ser el caso cuando se trata de postprocesado (ejemplos: tratamiento térmico, mecanizado, eliminación de soportes) para mejorar las propiedades mecánicas y el acabado superficial.