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FABRICACIÓN ADITIVA




      www.prodintec.com
¿Qué es la fabricación aditiva?


DESCRIPCIÓN

Fabricación Aditiva o Additive Manufacturing. Esta tecnología se basa en la
fabricación de piezas finales funcionales directamente desde CAD mediante
Tecnologías de Fabricación por Capas (LMT).
• Es especialmente interesante para lotes pequeños ya que evita la
  inversión en utillajes.
• Recibe también otros nombres como “direct manufacturing”, “direct
  fabrication” o “digital manufacturing”


      o definición de Additive Manufacturing en http://www.rm-platform.com
Fabricación aditiva
Fabricación aditiva
Esquema de funcionamiento
Objetivos y beneficios: ¿logrados?

• Piezas REALES, propiedades reales               mejor … casi… o no…
• Reducir “time to market”                               Totalmente
• Reducir coste formas complicadas                     Si, en muchos casos
• Unir varias funcionalidades en una pieza             Si, diferente en metal
• Generar nuevas funcionalidades                              Si
• Reducir errores de montaje, y por tanto coste           Totalmente cierto
• Liberar el Diseño de las restricciones de los                Si, pero …
  procesos tradicionales de fabricación.                     genera otros
• Acceder a nuevos nichos de mercado               Si, es la estrategia
                                                        adecuada
• Reducir costes en series cortas:
                                                                   Cierto
    – “Mass customization”, lote unitario, a medida…
Nuestro equipo de AM

2 ingenieros especializados en
procesos de fabricación aditiva




3 diseñadores especializados
en fabricación aditiva




4 operadores de máquina
Capacidades AM PRODINTEC




        EOS P-100            EOS P-395


            03/2009                  03/2011

        Polyamida, Alumide          Polyamida
         250x200x330 mm          340x340x630 mm
Capacidades AM PRODINTEC
Capacidades AM PRODINTEC




              EOS M-270
                                                 EOS M-280


       03/2007                    03/2012
     Aleaciones metálicas   Aleaciones metálicas, reactivos
      250x250x200 mm        250x250x325 mm
Materiales metálicos en PRODINTEC
Capacidades AM PRODINTEC




   EDEN 330             Z-510              Connex 500



   02/2005                      10/2007               10/2008
Resinas fotosensibles    Escayola, color   Resinas fotosens., Multimaterial
 330x330x200 mm         250x350x200 mm            500x400x200 mm
Capacidades AM PRODINTEC: post-proceso mecanizado




Centro de Mecanizado 5 ejes/AV: Deckel   Centro de micromecanizado 5 ejes:
   Maho 75 V Linear                         KERN EVO
 •   Volumen max. 3700x5200x3200 mm      •   Volumen max. 250x250x200 mm
 •   Husillo 28.000 rpm                  •   Husillos: 50.000/160.000 rpm
 •   Precisión de posicionamiento 7 µm   •   Precisión posicionamiento 0,5 µm
 •   Medidor láser de herramienta        •   Resolución 0,1 µm
 •   Sonda de palpado                    •   Plato divisor 4º y 5º eje
Capacidades AM: software específico

• Software orientado a proceso: Magics
• Software específico diseño: 3-Matic
    con funciones CAD y funciones únicas para mallas de triángulos (.stl)

• Software de simulación por elementos finitos (FEA)
Campos aplicación y ejemplos
¿Qué influye?
Factores de coste:
•   Tiempo de diseño soportes (metal)
•   Precio de material €/Kg
•   Horas de máquina
•   Tiempo de post-procesado

Factores de pieza:
•  Complejidad ↑diseño de soportes y postprocesado (metal)
               ↓coste material, horas de máquina
 • Tamaño:     ↑coste material, horas de máquina, post-proceso
• Tamaño:      ↑horas de máquina construyendo en altura
• Geometría: (esbeltas)
                                                                 15
Ejemplo. Rake sector aeronáutico

                          Proyecto realizado por PRODINTEC para
                          la empresa RAMEM
                           Rakes o peines de intrumentación.
                           - Sondas de presión y temperatura
                           - Piezas muy complejas de fabricar
                           - Soportan altas temperaturas

                           Fabricación:
                           - Pieza fabricada mediante DMLS de Inconel
                           - Acabado pulido
                           - Fabricada de una única pieza
Ejemplo. Rake sector aeronáutico
Ejemplo . Rake sector aeronáutico
Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción
             Inserto inyección con canales conformales

                     Pieza plástico en SAN
                     Luran 368 R Crystal Clear, BASF
                     Temperatura de eyección 100 to 105ºC


                     Inyección con cold runner y nozzle gate


                                ¿Cómo enfriar a la misma
                                velocidad las paredes finas y los
                                cold runner?

                                ¿Cómo hacer los canales
                                requeridos?
Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción
    Sin enfriamiento                         Con enfriamiento




Tiempo medio: 152 s                   Tiempo medio: 6.43 s

Temperatura Max. 138ºC                Temperatura Max. 79ºC

Deformación Max. 0,25 mm              Deformación Max. 0,1mm
Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción

   Mejoras
 cuantitativas
                   • Tiempo de enfriamiento de 152 a 7,5 segundos
                   • Temperatura media de extracción de 128ºC a 68ºC
                   • Gradiente de temperatura de 12ºC a 4ºC
                   • Antes: una pieza/minuto, 3/10 buenas
                      Después: 3 piezas/minuto, 10/10 buenas
                   • Aumenta el coste del inserto un 10%

                                                                     Mejoras
• Reducción del tiempo de ciclo y aumento de productividad          cualitativas
• Eliminación de deformación
• Mejora de la calidad superficial y estabilidad dimensional
• Reducción del coste y mejora del margen comercial y beneficio
Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.
                  Herramientas quirúrgicas: 1er diseño para RM
Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.
                    Herramientas quirúrgicas: 2o diseño para RM
Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.

                     Herramientas quirúrgicas: 3er diseño para RM
Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.
                Herramientas quirúrgicas


                   Un caso de éxito



                    Rediseño completo y
                 fabricación de un juego de
                        instrumentos
                   para una cirugía ósea
                   altamente innovadora
                 1,9 Kg SS 70 horas desatendida
Ejemplo.Útiles quirófano sector médico.

Claves del éxito
   integración de partes
   filos complejos
   curvas ergonómicas

    personalización

   roscas de máquina
   aligeradas
   piezas largas y huecas
    espesor de pared variable

                                          26
Bomba centrífuga de fluidos




                              Duración :        8 semanas
                              Coste repuesto:   900€
                              Plazo entrega:    semanas
                              Coste parada:     tremendo
Bomba centrífuga de fluidos

  Escanear


  Ingeniería
  Inversa
                500€
  Rediseño

  Mallar



ADDITIVE
                2000€
MANUFACTURING
Ventajas:                                Desventajas:
 • Una sola pieza                         • +1.100€ / pieza


Duración :      +20 semanas   Duración :      8 semanas
Coste repuesto: +1.100€       Coste repuesto: 900€
Plazo entrega: días           Plazo entrega: semanas
Coste parada: tremendo        Coste parada: tremendo
Pistola Laser
Estructuras internas
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Ejemplos Aeronáutica
Casos Aeronáutica
Casos Aeronáutica
Casos Aeronáutica
Proyectos en AM
Proyectos AM en Programas Públicos de Ayudas a la I+D+I
• INTELIMPLANT (2007-2010). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa
  CENIT
• SEDUCE (2007-2010). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa CENIT
• RM (2008-2009). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa de Proyectos
  de Desarrollo Experimental (DEX)
• TRIALPRO II (2008). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa
  Innoempresa Suprarregional.
• CUSTIMPLANT (2008-2010). Financiado por Consejería de Educación y Ciencia del Principado
  de Asturias en Programa de Proyectos Estratégicos de I+D.
• ADIRTEC (2009). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa
  Innoempresa Suprarregional.
• AEROPYM (2009). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa
  Innoempresa Suprarregional.
• GESDIFF (2010). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa
  Innoempresa Suprarregional.
• TRANSRM (2010). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa
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• PROSAVE2 (2010-2013). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa CENIT
Proyectos en AM
Proyectos AM bajo contratación directa de empresas
• 4 proyectos con clientes internacionales para el diseño y fabricación de componentes
  para UAVs y matricería
• 19 proyectos con clientes nacionales. 7 de ellos aplicaciones para aeronáutica.
• Más de 1.700 servicios tecnológicos en AM realizados en el periodo 2006-2011
Conferencias & publicaciones 2007/08


•   29/09/07 VR@P 2007, Leiría (Portugal)

•   26/02/08 Ponencia en Santander, organizada por CTC Cantabria,
•   16/04/08 Ponencia en la 4ª reunión de la plataforma europea RM, Gijón
•   17/06/08 Ponencia en ADIFAD Barcelona
•   17/09/08 Ponencia en Eslovenia, ICAT 2008
•   18/09/08 Ponencia Leuven (Belgica), en el Materialise Innovation Forum
•   28/09/08 ponencia Jornada sobre RM en LORTEK
•   12/11/08 ponencia Jornada ASERM y BIOCAT aplicaciones biomédicas
•   18/12/08 Ponencia en Gijón, UNIOVI

•   2008 Publicación artículo en ISBN 978-961-248-114-8
Conferencias & publicaciones 2009



•   17/03/09 Ponencia en Jornada FESTO sobre RM en Gijón
•   16/04/09 Ponencia sobre técnicas de fabricación, para COITIPA, Gijón
•   00/05/09 Master de Gestión de diseño (UNIOVI)
•   06/07/09 Curso de verano sobre RM (UNIOVI)
•   07/07/09 Ponencia en DI-MAD, diseño para RM, Madrid
•   15/10/09 Ponencia Jornada Prodintec en Madrid
•   17/11/09 Ponencia congreso Iberoamericano CIBIM09, Las Palmas

•   2009 Publicación artículo CIBIM9
Conferencias & publicaciones 2010




•   23/02/10 Ponencia en ASCAM sobre proyecto ADIRTEC
•   15/04/10 Jornada Aeronáutica en UC3 Madrid. Organización-ponencias
•   22/04/10 Ponencia en Materialise World Conference (BE)
•   26/04/10 Ponencia en UC-Madrid sobre proyecto ADIRTEC y Trialpro
•   00/06/10 Master de Gestión de Diseño (UNIOVI)
•   25/06/09 Curso de verano UNIOVI
•   11/11/10 Ponencia en Congreso Máquina Herramienta

•   2010 Publicación Congreso Máquina–Herramienta Bilbao CMH-2010
Conferencias & publicaciones 2011




•   06/04/11 Ponencia en ASCAM sobre proyecto GESDIF
•   19/07/11 Jornada FEMETAL, Gijón.
•   01/10/11 Ponencia en VR@P-2011 Leiría (Portugal)
•   0410/11 Ponencia en ELISAVA (Barcelona) Jornada médico-quirúrgica
•   14/11/11 Ponencia en congreso SPE – EUROTEC 2011
•   15/12/11 Ponencia en ELISAVA (Barcelona) Aplicaciones Industriales
•   2011 Publicación Guía COTEC sobre Fabricación Aditiva
•   2011 Publicación artículo en proceedings VR@P 2011
•   2011 Publicación artículo en proceedings EUROTEC 2011
Fundación PRODINTEC
                   Centro tecnológico para el diseño y la producción industrial




SEDE SOCIAL
D Parque Científico Tecnológico de Gijón, zona INTRA.
Avda. Jardín Botánico, 1345 • Edificio “Antiguo secadero de tabacos”
33203 Gijón, Asturias
T +34 984 390 060

DELEGACIÓN EN MADRID
D Incubadora II – Parque Científico de Madrid
C. Santiago Grisolía, 2 – 1º
28760 Tres Cantos, Madrid
T +34 667 728 947

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  • 2. ¿Qué es la fabricación aditiva? DESCRIPCIÓN Fabricación Aditiva o Additive Manufacturing. Esta tecnología se basa en la fabricación de piezas finales funcionales directamente desde CAD mediante Tecnologías de Fabricación por Capas (LMT). • Es especialmente interesante para lotes pequeños ya que evita la inversión en utillajes. • Recibe también otros nombres como “direct manufacturing”, “direct fabrication” o “digital manufacturing” o definición de Additive Manufacturing en http://www.rm-platform.com
  • 6. Objetivos y beneficios: ¿logrados? • Piezas REALES, propiedades reales mejor … casi… o no… • Reducir “time to market” Totalmente • Reducir coste formas complicadas Si, en muchos casos • Unir varias funcionalidades en una pieza Si, diferente en metal • Generar nuevas funcionalidades Si • Reducir errores de montaje, y por tanto coste Totalmente cierto • Liberar el Diseño de las restricciones de los Si, pero … procesos tradicionales de fabricación. genera otros • Acceder a nuevos nichos de mercado Si, es la estrategia adecuada • Reducir costes en series cortas: Cierto – “Mass customization”, lote unitario, a medida…
  • 7. Nuestro equipo de AM 2 ingenieros especializados en procesos de fabricación aditiva 3 diseñadores especializados en fabricación aditiva 4 operadores de máquina
  • 8. Capacidades AM PRODINTEC EOS P-100 EOS P-395 03/2009 03/2011 Polyamida, Alumide Polyamida 250x200x330 mm 340x340x630 mm
  • 10. Capacidades AM PRODINTEC EOS M-270 EOS M-280 03/2007 03/2012 Aleaciones metálicas Aleaciones metálicas, reactivos 250x250x200 mm 250x250x325 mm
  • 12. Capacidades AM PRODINTEC EDEN 330 Z-510 Connex 500 02/2005 10/2007 10/2008 Resinas fotosensibles Escayola, color Resinas fotosens., Multimaterial 330x330x200 mm 250x350x200 mm 500x400x200 mm
  • 13. Capacidades AM PRODINTEC: post-proceso mecanizado Centro de Mecanizado 5 ejes/AV: Deckel Centro de micromecanizado 5 ejes: Maho 75 V Linear KERN EVO • Volumen max. 3700x5200x3200 mm • Volumen max. 250x250x200 mm • Husillo 28.000 rpm • Husillos: 50.000/160.000 rpm • Precisión de posicionamiento 7 µm • Precisión posicionamiento 0,5 µm • Medidor láser de herramienta • Resolución 0,1 µm • Sonda de palpado • Plato divisor 4º y 5º eje
  • 14. Capacidades AM: software específico • Software orientado a proceso: Magics • Software específico diseño: 3-Matic con funciones CAD y funciones únicas para mallas de triángulos (.stl) • Software de simulación por elementos finitos (FEA)
  • 15. Campos aplicación y ejemplos ¿Qué influye? Factores de coste: • Tiempo de diseño soportes (metal) • Precio de material €/Kg • Horas de máquina • Tiempo de post-procesado Factores de pieza: • Complejidad ↑diseño de soportes y postprocesado (metal) ↓coste material, horas de máquina • Tamaño: ↑coste material, horas de máquina, post-proceso • Tamaño: ↑horas de máquina construyendo en altura • Geometría: (esbeltas) 15
  • 16. Ejemplo. Rake sector aeronáutico Proyecto realizado por PRODINTEC para la empresa RAMEM Rakes o peines de intrumentación. - Sondas de presión y temperatura - Piezas muy complejas de fabricar - Soportan altas temperaturas Fabricación: - Pieza fabricada mediante DMLS de Inconel - Acabado pulido - Fabricada de una única pieza
  • 17. Ejemplo. Rake sector aeronáutico
  • 18. Ejemplo . Rake sector aeronáutico
  • 19. Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción Inserto inyección con canales conformales Pieza plástico en SAN Luran 368 R Crystal Clear, BASF Temperatura de eyección 100 to 105ºC Inyección con cold runner y nozzle gate ¿Cómo enfriar a la misma velocidad las paredes finas y los cold runner? ¿Cómo hacer los canales requeridos?
  • 20. Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción Sin enfriamiento Con enfriamiento Tiempo medio: 152 s Tiempo medio: 6.43 s Temperatura Max. 138ºC Temperatura Max. 79ºC Deformación Max. 0,25 mm Deformación Max. 0,1mm
  • 21. Ejemplo. Molde inyección plástico sector automoción Mejoras cuantitativas • Tiempo de enfriamiento de 152 a 7,5 segundos • Temperatura media de extracción de 128ºC a 68ºC • Gradiente de temperatura de 12ºC a 4ºC • Antes: una pieza/minuto, 3/10 buenas Después: 3 piezas/minuto, 10/10 buenas • Aumenta el coste del inserto un 10% Mejoras • Reducción del tiempo de ciclo y aumento de productividad cualitativas • Eliminación de deformación • Mejora de la calidad superficial y estabilidad dimensional • Reducción del coste y mejora del margen comercial y beneficio
  • 22. Ejemplo.Útiles quirófano sector médico. Herramientas quirúrgicas: 1er diseño para RM
  • 23. Ejemplo.Útiles quirófano sector médico. Herramientas quirúrgicas: 2o diseño para RM
  • 24. Ejemplo.Útiles quirófano sector médico. Herramientas quirúrgicas: 3er diseño para RM
  • 25. Ejemplo.Útiles quirófano sector médico. Herramientas quirúrgicas Un caso de éxito Rediseño completo y fabricación de un juego de instrumentos para una cirugía ósea altamente innovadora 1,9 Kg SS 70 horas desatendida
  • 26. Ejemplo.Útiles quirófano sector médico. Claves del éxito  integración de partes  filos complejos  curvas ergonómicas  personalización   roscas de máquina  aligeradas  piezas largas y huecas espesor de pared variable 26
  • 27. Bomba centrífuga de fluidos Duración : 8 semanas Coste repuesto: 900€ Plazo entrega: semanas Coste parada: tremendo
  • 28. Bomba centrífuga de fluidos Escanear Ingeniería Inversa 500€ Rediseño Mallar ADDITIVE 2000€ MANUFACTURING
  • 29. Ventajas: Desventajas: • Una sola pieza • +1.100€ / pieza Duración : +20 semanas Duración : 8 semanas Coste repuesto: +1.100€ Coste repuesto: 900€ Plazo entrega: días Plazo entrega: semanas Coste parada: tremendo Coste parada: tremendo
  • 31.
  • 32.
  • 40. Proyectos en AM Proyectos AM en Programas Públicos de Ayudas a la I+D+I • INTELIMPLANT (2007-2010). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa CENIT • SEDUCE (2007-2010). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa CENIT • RM (2008-2009). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa de Proyectos de Desarrollo Experimental (DEX) • TRIALPRO II (2008). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa Innoempresa Suprarregional. • CUSTIMPLANT (2008-2010). Financiado por Consejería de Educación y Ciencia del Principado de Asturias en Programa de Proyectos Estratégicos de I+D. • ADIRTEC (2009). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa Innoempresa Suprarregional. • AEROPYM (2009). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa Innoempresa Suprarregional. • GESDIFF (2010). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa Innoempresa Suprarregional. • TRANSRM (2010). Financiado por Ministerio de Industria, Turismo y Comercio en Programa Innoempresa Suprarregional. • PROSAVE2 (2010-2013). Financiado por Ministerio de Ciencia e Innovación en Programa CENIT
  • 41. Proyectos en AM Proyectos AM bajo contratación directa de empresas • 4 proyectos con clientes internacionales para el diseño y fabricación de componentes para UAVs y matricería • 19 proyectos con clientes nacionales. 7 de ellos aplicaciones para aeronáutica. • Más de 1.700 servicios tecnológicos en AM realizados en el periodo 2006-2011
  • 42. Conferencias & publicaciones 2007/08 • 29/09/07 VR@P 2007, Leiría (Portugal) • 26/02/08 Ponencia en Santander, organizada por CTC Cantabria, • 16/04/08 Ponencia en la 4ª reunión de la plataforma europea RM, Gijón • 17/06/08 Ponencia en ADIFAD Barcelona • 17/09/08 Ponencia en Eslovenia, ICAT 2008 • 18/09/08 Ponencia Leuven (Belgica), en el Materialise Innovation Forum • 28/09/08 ponencia Jornada sobre RM en LORTEK • 12/11/08 ponencia Jornada ASERM y BIOCAT aplicaciones biomédicas • 18/12/08 Ponencia en Gijón, UNIOVI • 2008 Publicación artículo en ISBN 978-961-248-114-8
  • 43. Conferencias & publicaciones 2009 • 17/03/09 Ponencia en Jornada FESTO sobre RM en Gijón • 16/04/09 Ponencia sobre técnicas de fabricación, para COITIPA, Gijón • 00/05/09 Master de Gestión de diseño (UNIOVI) • 06/07/09 Curso de verano sobre RM (UNIOVI) • 07/07/09 Ponencia en DI-MAD, diseño para RM, Madrid • 15/10/09 Ponencia Jornada Prodintec en Madrid • 17/11/09 Ponencia congreso Iberoamericano CIBIM09, Las Palmas • 2009 Publicación artículo CIBIM9
  • 44. Conferencias & publicaciones 2010 • 23/02/10 Ponencia en ASCAM sobre proyecto ADIRTEC • 15/04/10 Jornada Aeronáutica en UC3 Madrid. Organización-ponencias • 22/04/10 Ponencia en Materialise World Conference (BE) • 26/04/10 Ponencia en UC-Madrid sobre proyecto ADIRTEC y Trialpro • 00/06/10 Master de Gestión de Diseño (UNIOVI) • 25/06/09 Curso de verano UNIOVI • 11/11/10 Ponencia en Congreso Máquina Herramienta • 2010 Publicación Congreso Máquina–Herramienta Bilbao CMH-2010
  • 45. Conferencias & publicaciones 2011 • 06/04/11 Ponencia en ASCAM sobre proyecto GESDIF • 19/07/11 Jornada FEMETAL, Gijón. • 01/10/11 Ponencia en VR@P-2011 Leiría (Portugal) • 0410/11 Ponencia en ELISAVA (Barcelona) Jornada médico-quirúrgica • 14/11/11 Ponencia en congreso SPE – EUROTEC 2011 • 15/12/11 Ponencia en ELISAVA (Barcelona) Aplicaciones Industriales • 2011 Publicación Guía COTEC sobre Fabricación Aditiva • 2011 Publicación artículo en proceedings VR@P 2011 • 2011 Publicación artículo en proceedings EUROTEC 2011
  • 46. Fundación PRODINTEC Centro tecnológico para el diseño y la producción industrial SEDE SOCIAL D Parque Científico Tecnológico de Gijón, zona INTRA. Avda. Jardín Botánico, 1345 • Edificio “Antiguo secadero de tabacos” 33203 Gijón, Asturias T +34 984 390 060 DELEGACIÓN EN MADRID D Incubadora II – Parque Científico de Madrid C. Santiago Grisolía, 2 – 1º 28760 Tres Cantos, Madrid T +34 667 728 947