Presentación impresión 3 d iveco va-v02

IMPRESIÓN 3D
en
APLICACIONES INDUSTRIALES
Fernando Rivas Navazo
Consultor FOM AT
f.rivas@frneng.com
@ferrivasnav

0.- Antes de empezar
¿Quién es… ?
Fernando Rivas
Graduado en Ingeniería Electrónica Industrial y Automática por la Universidad de León. (Diseño y desarrollo de impresora 3D)
Ingeniero Técnico Industrial especialidad Electrónica con intensificación en Electrónica de Potencia.
(Escuela Universitaria Superior Politécnica de Burgos)
Master en Energías Renovables por la Universidad de Zaragoza (CIRCE) Titulo propio ; 07/2005.
Master Project Manager en Gestor Integral de Proyectos. Project Manager. Certificado (IPMA D)
International Project Manager Asociation.

Freelance colaborando con CETIEX (Centro Tecnológico Industrial de Extremadura).

Socio fundador FabLab Burgos

Nicolas Correa Service,

FOM AT.

CEO, CTO y socio fundador de Cuantum Solar.

CTO: Talleres y Montajes RICA.s.l.

Nicolas Correa

Impresión 3D para Aplicaciones Industriales
1. ¿Que es la impresión 3D?
2. Bases para la impresión 3D

Materiales de impresión
3. Aplicaciones industriales por sectores

Aeroespacial/Defensa.

Arquitectura.

Arte y entretenimiento.

Automoción.

Educación.

Energía.

Salud.

Joyería.

y como Hobby .
3
Indice

La impresión 3D es un grupo de tecnologías de fabricación por adición donde un objeto tridimensional
es creado mediante la superposición de capas sucesivas de material
4
1.- ¿Que es la impresión 3D?

5
Encuentra las 7 diferencias….

6
Encuentra las 7 diferencias….
c

7
2.- Bases para la impresión 3D
EL TRIÁNGULO DE LA IMPRESIÓN 3D
PARA APLICACIONES INDUSTRIALES
Diseño
Software Hardware

8
Diseño
Software Hardware

9
Diseño
Software Hardware
Escaner con cámara y sensor
de infrarrojos.
Para uso semiprofesional
Escáneres 3D completamente portátiles
para aplicaciones de metrología, que
ofrecen mediciones de gran precisión.

10
Diseño
Software Hardware
www.shapeways.com
www.bld3r.com
www.en3d.org
www.thingiverse.com
www.youmagine.com
Google warehouse
NASA 3D model
www.yobi3d.com
www.cubehero.com
www.fabster.com
www.3dbuilder.com
Repositorios

11
Diseño
Software Hardware
Principales programas:
Transforma el objeto sólido en 3D en
un objeto compuesto por diferentes
láminas en 2D.
Slicing software.
Software de laminado
Cura Slic3r Repetier

12
Diseño
Software Hardware

13
Hardware:
Este viene determinado por la aplicación a la que está destinada la impresión final (pieza) y sobre todo por
el material a emplear.
A continuación repasaremos los sistemas de impresión aditiva y los materiales asociados a cada tecnología.

14
2.- Bases para la impresión 3D Hardware: Sistemas de impresión aditiva
Tipo Tecnologías Materiales
Extrusión Modelado por deposición fundida (FDM/FFF) Termoplasticos, PLA, ABS, HIPS, comestibles
Hilado Fabricación por haz de electrones (EBF3
) Casi cualquier aleación
Granulado
Sinterizado directo de metal por laser (DMLS) Casi cualquier aleación
Fusión por haz de electrones (EBF) Aleaciones de titanio
Sinterizado por calor Polvo termoplástico
Sinterizado laser (SLS) Polvo metálico, termoplásticos, cerámicas
Proyección aglutinante Yeso
Laminado Laminado de capas (LOM) Papel, papel aluminio.
Fotoquímocos
Estereolitografía Laser (SLA) fotopolímero
Inyección Inkject (injección tinta piezoelectrico) Tintas polimerizables/biotintas

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El modelado por deposición fundida (MDF) es un proceso de fabricación utilizado para el modelado de
prototipos y la producción a pequeña escala.
El modelado por deposición fundida utiliza una técnica aditiva, depositando el material en capas, para
conformar la pieza. Un filamento plástico o metálico que inicialmente se almacena en rollos, es introducido
en una boquilla. La boquilla se encuentra por encima de la temperatura de fusión del material y puede
desplazarse en tres ejes controlada electrónicamente. La boquilla normalmente la mueven motores a pasos o
servomotores La pieza es construida con finos hilos del material que solidifican inmediatamente después de
salir de la boquilla.

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El modelado por deposición fundida (MDF)
MATERIALES
PLA (Ácido Poliláctico o Poliláctido).
Plástico biodegradable procedente de maíz o patata.
Colorante alimenticio. FOOD SAFE.
RECICLABLE, es posible su reutilización.
No necesita plataforma caliente
Permite pintar y pegar.
Temperatura fusión: 160-230º
Temperatura plataforma: Temperatura ambiente hasta
60º
En plataforma, cinta azul de pintor para mejor adhesión.
Biodegradable.
Reciclable.
PLA Flexible.
Necesita otra configuración para ser impreso
(diferente temperatura y una superficie de
cristal es lo más recomendable para el PLA
flexible).
Los colores son en su mayoría transparentes y
brillantes.

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MATERIALES
HIPS (Poliestireno de Alto Impacto)
Se modifica con polibutadieno para mejorar su resistencia
al impacto.
Se designa comúnmente como HIPS (HIPS, High Impact
Polystyrene) o PSAI (PSAI, Poliestireno de Alto Impacto).
Muy buena procesabilidad, es decir, se puede procesar
por los métodos de conformado empleados para los
termoplásticos, como inyección y extrusión.
Soluble en limoneno (cítricos). Reciclable
FILAFLEX (ELÁSTICO).
Producto español. IGNACIO GARCÍA - RECREUS. (Elda)
Es un material más complejo a la hora de imprimir, necesita
modificaciones y/o velocidades de impresión bajas para
evitar atascos.
Temperatura plataforma: Temperatura ambiente
No requiere kapton para la plataforma.
Resistente a la acetona y otros disolventes.
Ultraelástico.

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MATERIALES
ABS (ACRILONITRIO BUTADIENO ESTIRENO)
Polímero procedente del petróleo
Produce gases durante la impresión que son tóxicos
Permite lijado y acetona para el acabado.
Se puede pegar
Temperatura plataforma: 90-103º (para prevenir warping)
Necesario el uso de Cinta kapton o laca sobre superficie de cristal.
No biodegradable
Reciclable
NYLON
Fibra sintética de muy diversos usos.
Tiene un buen acabado en impresión 3D.
Temperatura plataforma: Temperatura ambiente.
Complejo al imprimir, no se adhiere bien al cristal ni al aluminio.
NO Biodegradable.
Reciclable.
Tiende a encogerse, problemas de curvado, aunque algunas
marcas han conseguido reducir el grado de warping con sus
compuestos.

19
MATERIALES
Otros materiales “Exóticos”
Aleaciones:
PC+ABS
PLA+Bronce
PLA+Cobre
PLA +Grafeno
PLA+ Fibra de Carbono
Copolímero XT+CF
ABS+ Nanotubos de carbono
PLA+Madera
PLA+INOX
PVA (soluble en agua) uso general para soporte.
Cerámicas
PP (PoliPropilenos)
PC (PoliCarbonato)
ASA (Acrilonitrilo Estireno Acrilato) se trata de un
termoplástico que combina la robustez mecánica, la resistencia
a los rayos UV, la resistencia al agua y con un gran acabado.
Porolay
Bendlay

20
MATERIALES
Markforged diseñó la primera y única impresora en 3D que añade fibra continua
en plástico impreso, dando como resultado una pieza de uso final con la
resistencia del metal. Lo que hace que nuestra impresora 3D sea única en su
tecnología patentada de filamentos de fibra continua (CFF) y el software Eiger de
Markforged que crea automáticamente un patrón de fibras para obtener la
máxima resistencia dentro de la parte impresa en 3D. Esta capacidad hace
posible imprimir herramientas de trabajo fuertes, accesorios y piezas
personalizadas con complejidades de diseño que serían extremadamente difíciles
si no es que imposibles de mecanizar.

21
El proceso de fusión por haz de electrones, realiza la
fusión de materiales utilizando haces de electrones,
permite producir objetos metálicos en un corto período de
tiempo, el uso de metal en polvo y una máquina de fusión
por haz de electrones.
Un haz de electrones de 3.000 vatios calienta la sustancia
en polvo en puntos específicos, los que calientan el
material y fusionan las partículas de polvo, transformando
el material en forma sólida. El área de impresión de las
máquinas de fusión por haz de electrones se vacía
constantemente por medio de un túnel de viento,
asegurando la solidez de los objetos que se producen por
la densidad acumulada

22
el DMLS utiliza el polvo de metal fundido por un haz laser.
Encontramos generalmente materiales metálicos como el
acero, el cobalto-cromo, el aluminio, el titanio o incluso el
inconel. La resistencia de las piezas obtenidas es hoy en
día comparable a la de las técnicas de fundición o de
mecanizado. El sinterizado directo de metal por láser es
una de las raras tecnologías de fabricación aditiva que es
utilizada al nivel de la producción industrial.

23
El sinterizado selectivo por láser (en inglés, Selective laser
sintering, o SLS) es una técnica de adición de prototipado rápido en
el cual se deposita una capa de polvo, de unas décimas de
milímetro, en una cuba que se ha calentado a una temperatura
ligeramente inferior al punto de fusión del polvo. Seguidamente un
láser CO2 sinteriza el polvo en los puntos seleccionados (causando
que las partículas se fusionen y solidifiquen).
Es un proceso continuo de gran flexibilidad que permite la
conversión de una gran variedad de materiales. Por ejemplo, finos de
mineral de hierro, polvos recolectados en filtros y otros materiales
que contienen hierro, etc.
Se utiliza para pequeños volúmenes de piezas que requieran ser
funcionales.

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La estereolitografía (SLA o SL; también conocida como
fabricación óptica, foto-solidificación entre otras) es un
proceso de fabricación por adición que emplea resina que
cura mediante luz ultravioleta en un tanque, y un láser
ultravioleta para construir los objetos. Los objetos
tridimensionales son obtenidos mediante la adición de finas
capas, impresas una encima de otra. Cada capa es una
sección transversal del objeto que el láser traza en la
superficie de la resina, que es el material consumible. La
resina líquida cura y se solidifica mediante la exposición al
láser de luz ultravioleta, quedando así la capa recién
solidificada pegada a la capa previa que existía debajo suya.

25
Fotopolimerización DLP es un proceso muy parecido al SLA,
con la única diferencia que se endurece la resina mediante un
proyector de luz DLP, similar a los proyectores de vídeo
convencionales..

26
3.- Aplicaciones Industriales por sectores
Aeroespacial / Defensa
US Navy imprime en impresión3D el primer componente de un avión
The US Navy’s Fleet Readiness Center Southeast (FRCSE) based in Jacksonville, Florida,
has 3D printed a part for use inside a T-44 Pegasus airplane. FRCSE Commanding
Officer Capt. Chuck Stuart comments,
This is an awesome milestone for our facility. It shows the innovative approaches our
artisans and engineers incorporate to help support the U.S. military every day.
Surrey Satellite Technology en el uso de la impresión 3D para cambiar la economía
del espacio
Surrey Satellite Technology cree que la impresión 3D está cambiando la economía del espacio. Chris
Hamar, ingeniero jefe de composites de Surrey Satellite Technology Limited (SSTL), discutió el uso de la
impresión 3D en la empresa durante la edición de 2017 de Defence IQ's Additive Manufacturing para
Aerospace, Defence and Space (AMADS) y fue un testamento a la creciente aplicación de la impresión 3D
a estos sectores. Entre los delegados fueron asistentes notables de Airbus, GE, BAE Systems y la NASA.

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Arquitectura
La construcción de una casa en 24 horas sólo es posible con impresión 3D
Apis Cor, una compañía afincada en Rusia, especializada en la impresión 3D de hormigón, consiguió imprimir
una casa en 24 horas, a pesar de las inclemencias del frío del país. ¿Cómo lo consiguieron?
Esta empresa rusa se especializa en la fabricación de impresoras 3D diseñadas para construir grandes
estructuras de hormigón. Sus máquinas son móviles y se pueden instalar en tan sólo 30 minutos en el sitio que
se desea construir. Cuentan con un brazo extraible que puede cubrir un área de 132m², nada más fácil y rápido
para poder imprimir en 3D. Una dura competencia para la empresa chin WinSun que era líder hasta ahora, y
colabora en la construcción de uno de los transportes más rápidos del mundo, o la francesa XTreeE que ha
comenzado a repuntar en Europa.
El proyecto “3Dprint Canal House”, nació en DUS, estudio de arquitectura de Amsterdam. Este grupo de profesionales decidió hacer uso de
sus conocimientos en impresión 3D y aplicar sus ventajas a la fabricación de casas a escala real para obtener una arquitectura ecológica,
económica y personalizada.
DUS venía haciendo uso de impresoras Ultimaker de escritorio, para validar las maquetas de sus proyectos, pero necesitaban una máquina
que pudiera fabricar piezas de gran tamaño, así que crearon la “kamermaker” ó fabrica de habitaciones , una impresora 3D de FDM, con
3.5 metros de altura instalada en un contenedor, y empezaron a fabricar las 13 habitaciones, que ensambladas conformarán la casa
impresa en 3D del canal de Buiksloter en Amsterdam.
Arquitectura ecológica y económica impresa en 3D

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Moda, Arte y Entretenimiento
Orion, el calzado impreso en 3D creado en una provincia de España.
La impresión 3D también ha llegado a Sanlúcar de Barrameda, una pequeña localidad en la provincia
de Cadiz. Ahí el joven estudiante de ingeniería Emilio Quirós, de tan solo 25 años, decidió emprender
con una idea innovadora la creación de Orion, una empresa dedicada a la fabricación de calzado
impreso en 3D.
Una de las mayores ventajas de las tecnologías 3D es la posibilidad de creación producto
personalizados, y eso es a lo que Emilio decidió sacarle provecho. Así, con la utilización de una
impresoras 3D, un escáner 3D y un trabajo amplio de diseño, crearon un calzado que a primera vista
parece clásico, pero que está cargado de las mejores innovaciones tecnológicas.
La mejor lencería impresa en 3D
La colección de la ropa interior de Mesh Lingerie ofrece sujetadores impresos en 3D que se adaptan a
las medidas de cada mujer. Diseñados por Lidewij van Twillert, una diseñadora holandesa que quería
crear una prenda única, cómoda y bien adaptada para cada chica. Cada modelo está diseñado después
de un escaneado 3D con las mediciones de las mujeres. Después de esto los soportes de la sujetador
se imprimen en 3D, con una Ultimaker 2.

29
Automoción
Mercedes, Opel, Honda, McLaren, y Penske, están utilizando la fabricación de aditivos para mantenerse
por delante de sus competidores.
Opel reduce costes de herramientas hasta un 90%, crea herramientas en días
Los proveedores de Rolls Royce imprimen en 3D dispositivos y herramientas en
90% menos tiempo con un 50% menos de coste
Honda trae personalización masiva a la industria del automóvil

30
Educación
La impresión 3D se discute a menudo en la educación. Muchas escuelas, educadores y autoridades educativas
están evaluando la tecnología para posibles aplicaciones. La impresión 3D se cita a menudo como una
herramienta STEM o algo que puede ayudar al personal docente. Es temprano todavía, pero vamos a evaluar
algunas de las cosas que podría hacer en la educación hoy en día con la impresión 3D.
Haciendo divertido STEM
En STEM (Ciencia Tecnología Ingeniería y Matemáticas) cursos, muchos conceptos parecen muy abstractos
para los niños. Gran parte del trabajo parece basados en la memoria y consiste en conceptos. Muchos
profesores se centran por lo tanto en el uso de la impresión en 3D y las impresiones en 3D para hacer STEM
diversión educativa y más implicación. Generalmente esto podría funcionar. Los niños pueden imprimir cosas
y jugar con ellos y esto podría ser una actividad agradable interesante. Con la inversión en recursos
educativos siendo una cosa constreñida generalmente no estoy seguro sin embargo si algunos tchotchkes
plásticos serán una buena inversión. Mientras que hay muchos niños que han sido inspirados por las
impresoras 3D, yo también no estoy seguro de que esto en sí mismo y es la mejor inversión de aula.

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Salud
Impresión3D y nanotecnología, una poderosa alianza para detectar líquidos tóxicos
Los nanotubos de carbono han hecho titulares en revistas científicas durante mucho tiempo, al igual
que la impresión en 3D. Pero cuando ambos se combinan con el polímero correcto, en este caso un
termoplástico, ocurre algo especial: la conductividad eléctrica aumenta y hace posible el monitoreo de
líquidos en tiempo real. Este es un gran éxito para Polytechnique Montréal.
FORT WORTH -- A new high-tech tool is allowing heart surgeon's in Fort Worth to see a patient's
heart, touch it and even practice a surgery before ever going into the operating room.
The 3D lab at Cook Children's hospital uses a 3D printer and sophisticated 3D monitors to give
doctors an unprecedented view inside the body.
"We're able to then offer the surgeon a complete 3D replica of what they're going to see when they
open the patient up," said Dr. Steve Muyskens, a pediatric cardiologist who is a director of the lab.
http://www.wfaa.com/news/local/3d-printed-hearts-help-surgeons-at-cook-childrens-in-fort-wor
th/408739723
3D printed hearts help surgeons at Cook Children's in Fort Worth

32
Joyería
Diana Law y su joyería creada con impresión 3D
La impresión 3D está revolucionando muchos sectores, entre ellos el de la
joyería. Hemos hablado ya con varios artistas o arquitectos que le han
dado un giro a su carrera gracias al descubrimiento de la impresión 3D y a
la ayuda que supone a la hora de crear joyas con diseño único e
interesantes. Diana Law, es una creadora que ha descubierto en las nuevas
tecnologías una manera diferente de crear.

33
Hobby
Hovalin project (http://www.hovalin.com/)
An open source 3D printable acoustic violin
designed for desktop 3d printers
The hovalin is a functional acoustic violin that can be produced using most standard
consumer 3d printers. The total cost of raw materials for the violin (4/4) is currently
about $70. The hovalin was designed with Autodesk Fusion 360. Its shape and
dimensions are inspired by the Stradivarius violin model.

34
Referencias y enlaces
de interés
http://www.3dnatives.com/es/
http://filament2print.com/es/
http://www.stratasys.com/es
https://3dprintingindustry.com/
http://www.rdmag.com/topics/3d-printing
http://treedfilaments.com/
https://3dprint.com/
http://smartmaterials3d.com/es/
https://www.3dsystems.com/
http://www.engineering.com/3DPrinting/3DPrintingArticles.aspx
http://www.3ders.org/

35
Conclusiones
y preguntas

Muchas gracias
Fernando Rivas Navazo
Consultor FOM AT
f.rivas@frneng.com
@ferrivasnav

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