Cuando se la habla de manufactura digital los términos fabricación aditiva y sustractiva son reiteradamente mencionados. Ambos procesos de fabricación se utilizan para la creación de prototipos y piezas funcionales, pero cada una tiene sus ventajas y limitaciones.
A continuación, se dará explicación a las características de los procesos tanto aditivos, como sustractivos, y se mencionarán situaciones que involucren ambos procesos en armonía:
- FABRICACIÓN ADITIVA
La fabricación aditiva involucra cualquier proceso en el que las piezas se produzcan depositando material para crear las formas deseadas. La impresión 3D, es el proceso de fabricación aditiva más común y conocido en el mercado, pero otros ejemplos pueden incluir el modelado de soldadura o escultura (mediante la adición de arcilla o materiales similares).
Por lo general, el término fabricación aditiva, se aplica sólo cuando el proceso involucra tecnología, es decir, cuando es automatizado o controlado por computadora, lo que garantiza que las piezas se realicen con mayor precisión y eficacia (dentro de ciertas tolerancias). Por lo tanto, en el sentido más estricto, la soldadura por un humano normalmente no se consideraría fabricación aditiva.
Impresión 3D FDM
- Fortalezas:
Una impresora 3D puede producir diversas estructuras, como secciones interiores muy complejas o huecas, que son imposibles de producir utilizando procesos que no sean aditivos. De hecho, la mayoría de las impresiones 3D están hechas a propósito con secciones huecas para reducir el costo, el material y el tiempo de impresión. Con la impresora adecuada, cualquier proyecto que pueda diseñarse en un sistema CAD puede imprimirse con tecnología 3D. En muchos casos, las piezas móviles, como las bisagras, pueden ser creados directamente mediante la impresión 3D. Incluso es posible producir piezas utilizando múltiples materiales diferentes.
La fabricación aditiva también genera menos desperdicio que los procesos sustractivos, ya que el material no necesita ser cortado y/o desechado.
- Debilidades:
Una gran desventaja de la fabricación aditiva es que las piezas a menudo carecen de resistencia al calor o el acabado de la superficie requerido para las piezas finales. Los procesos aditivos generalmente producen pequeños poros en las superficies. Estos poros debilitan las piezas y pueden provocar contaminación o infección cuando se utilizan en alimentos o aplicaciones médicas.
Las impresoras 3D son más económica para pequeñas cantidades de piezas, ya que el tiempo de configuración es mínimo. Sin embargo, para cantidades muy grandes, la manufactura tradicional es más rentable.
- FABRICACIÓN SUSTRACTIVA
La fabricación sustractiva es cualquier proceso en el que las piezas se producen al eliminar el material de un bloque sólido para producir la forma deseada. Esto se realiza principalmente utilizando máquinas de control numérico por computadora (máquina CNC), que utilizan una serie de herramientas que pueden moverse y cortar en tres dimensiones. Los cortadores láser también se utilizan comúnmente para la fabricación de sustracción. El mecanizado de descarga eléctrica (EDM) es otro proceso de fabricación sustractivo.
De manera similar al término fabricación aditiva, un proceso como este generalmente se etiqueta como fabricación sustractiva cuando se encuentra automatizado o controlado por computadora. Es decir, el tallado a mano o la operación de un torno, una taladradora o una sierra generalmente no se denominarán fabricación sustractiva.
CNC fresado metálico
- Fortalezas:
El mecanizado CNC puede producir piezas mucho más fuertes, con mejores tolerancias y acabados más suaves que las técnicas de fabricación aditiva. Esto es especialmente cierto en características como las de los agujeros roscados. Además, se pueden producir piezas metálicas extremadamente duraderas utilizando una máquina CNC.
- Debilidades:
El mecanizado CNC puede requerir un tiempo de configuración considerable. Por esta razón, la fabricación sustractiva puede ser costosa para cualquier cosa que no sean grandes cantidades de piezas.
- PROCESOS HÍBRIDOS
A veces, la mejor manera de producir una pieza implica el combinar procesos aditivos y sustractivos. Por ejemplo, es sumamente difícil imprimir pequeños agujeros roscados en 3D. Una técnica más efectiva es imprimir una parte con orificios en 3D (un proceso aditivo), y formar el orificio (un proceso sustractivo) una vez que se completa la impresión 3D. Además, si se requiere un acabado suave en las piezas impresas en 3D, a menudo es útil pulirlas (un proceso sustractivo) una vez que se completo el proceso de impresión 3D.
- MOLDEO POR INYECCIÓN Y FUNDICIÓN
La fabricación aditiva y la sustractiva son usualmente más lentas que otras técnicas de fabricación. Si bien es cierto, dichos procesos son los más adecuados para la creación de prototipos, la producción de bajo volumen y los componentes costosos que no se pueden producir fácilmente en masa, para una producción de mayor volumen, el moldeo por inyección o fundición son generalmente más rápidos y, por lo tanto, más apropiados. El moldeo por inyección se refiere al proceso en el cual el material a moldear se inyecta bajo presión en un molde. En la fundición, el material a moldear se vierte en el molde.
Tanto la fabricación aditiva como la sustractiva han causado una revolución en la forma en que se fabrican los productos, las piezas y los prototipos. Las tecnologías de fabricación aditivas y sustractivas están avanzando rápidamente, y se están convirtiendo en el suministro predilecto de herramientas para integrarse perfectamente en procesos de fabricación.