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Cómo imprimimos la Fuse 1 con la Fuse 1

Piezas de uso final impresas en la Fuse 1

Un purgador de aire de un sensor infrarrojo (IR) impreso en la Fuse 1 con Nylon 12 Powder

Desarrollar la Fuse 1 fue todo un desafío de ingeniería. Integrar un rendimiento industrial en una impresora 3D de sinterizado selectivo por láser (SLS) de escritorio compacta y asequible nos llevó más de años de trabajo de ingeniería y diseño.

Una de las herramientas que los ingenieros de Formlabs usaron para fabricar los prototipos de las piezas fue la misma Fuse 1. Pero el uso de la impresión 3D no cesó tras la creación de prototipos. Actualmente, todas las unidades Fuse 1 que hemos vendido contienen múltiples piezas impresas directamente en una Fuse 1 con Nylon 12 Powder.

Usar la impresora Fuse 1 SLS para crear prototipos y piezas de uso final ofrecía tres ventajas principales según Seth Berg, el director del programa de ingeniería que supervisa la Fuse 1:

  • La libertad de diseño para crear piezas complejas sin estructuras de soporte internas.
  • Reducir la cadena de suministro mediante la creación de prototipos y la creación de piezas de uso final in situ.
  • Eliminar la externalización para conseguir una solución asequible para la producción de remesas pequeñas con el material Nylon 12 Powder, versátil y de eficacia probada.

Creación de prototipos de SLS y producción in situ: Impresión de un purgador de aire de un sensor IR

Seth Berg habla sobre la impresión de piezas de uso final en la Fuse 1

 

Cuando los usuarios instalan su nueva impresora Fuse 1 y la unidad de posacabado Fuse Sift, es posible que no sepan que cinco piezas distintas de la impresora se imprimieron usando la Fuse 1. De esas cinco piezas, el purgador de aire del sensor IR es un ejemplo del tipo de pieza perfecta para la producción en lotes pequeños con impresión 3D SLS in situ. 

Uno de los mayores obstáculos que la creación de la Fuse 1 tuvo que superar fue medir y equilibrar la temperatura interna dentro de la cámara de impresión. Berg sabía que su equipo estaba enfrentándose a uno de sus últimos obstáculos antes de lanzar la Fuse 1: necesitaban un purgador de aire a medida para el sensor infrarrojo, con el que regular adecuadamente el calor dentro de la cámara de impresión. Ya que la exactitud de la temperatura era tan sensible dentro de la cámara de impresión, el equipo esperaba tener que crear decenas de prototipos antes de encontrar los purgadores de aire del sensor IR exactos que funcionaran. Las posibilidades de la externalización o de usar moldes de inyección no eran ideales debido al número de prototipos requeridos. Por eso, el equipo recurrió a sus unidades Fuse 1 en fase beta, potenciadas por el Nylon 12 Powder, para tanto crear prototipos como producir las piezas. "Necesitabamos una tecnología de impresión 3D que no nos limitara en cuanto a la geometría o colocara puntas de los soportes en superficies dónde queríamos que el flujo de aire no tuviera interrupciones. Por lo tanto, el SLS era la única opción que cumplía esos requisitos para nosotros", dijo Berg.

El equipo se puso a trabajar usando las primeras unidades de producción de la Fuse 1 para diseñar, probar y finalmente fabricar las piezas de forma personalizada a escala para poder sacar la Fuse 1 al mercado. Con el tiempo, empezaron a crear más piezas: asas de la puerta, asas para el sensor infrarrojo, asas para la Fuse Sift; todo ello en la misma empresa, usando las unidades en fase beta de la Fuse 1. Actualmente, todas las unidades Fuse 1 que hemos vendido contienen múltiples piezas impresas directamente en una Fuse 1. "Sometemos a ensayo estas piezas de forma muy rigurosa. Así que tenemos casi 50 impresoras en la sede central que usamos para imprimir estas piezas sin parar. Las hemos probado imprimiendo piezas con un uso real durante miles de horas", dijo Berg.

Después de docenas de prototipos para el purgador de aire del sensor IR, el equipo se decidió por un diseño final. Pasaron con facilidad de crear prototipos a la producción de lotes pequeños en las mismas impresoras Fuse 1. Con miles de piezas impresas cada semana, la misma cadena de producción de la Fuse 1 validaba que la máquina estaba lista para enviarse. Berg dijo: "En Formlabs pensamos en la accesibilidad de los productos por su precio, creando productos que podáis permitiros comprar, pero también que sean accesibles en cuanto a su mantenimiento. Lo peor es cuando llegas a la mañana siguiente y descubres que tu impresión ha fallado. Ver la Fuse 1 en acción tanto como un centro de creación de prototipos y una máquina de producción a tiempo completo fue muy satisfactorio". 

Gracias a la densa capacidad de compactación de la Fuse 1, la cámara de impresión es capaz de imprimir 12 purgadores de aire del sensor infrarrojo por ciclo de impresión. Para las piezas más pequeñas como el mango del sensor IR, esa cifra salta a 60 piezas por ciclo de impresión. Aunque la impresión 3D in situ aún no tiene sentido para la producción en serie de millones de piezas, que haya múltiples impresoras funcionando al mismo tiempo es una solución excelente para lotes de tamaño medio. El mango del sensor infrarrojo requiere 22 g de polvo para imprimirse, costando 2 $ por pieza. El purgador de aire del sensor IR principal usa 70 g de polvo, costando aproximadamente 7 $ por pieza.

Según Berg, "tener la Fuse 1 en la empresa ha producido un purgador de aire del sensor IR que funciona de forma más efectiva porque éramos capaces de realizar iteraciones más rápidas y probar más diseños. Después, fuimos capaces de pasar directamente a la producción usando el mismo material". Esto significa que no teníamos que modificar o ajustar la tolerancia entre la creación de prototipos y la producción.

Seth Berg

Tener la Fuse 1 en la empresa ha producido un purgador de aire del sensor IR que funciona de forma más efectiva porque éramos capaces de realizar iteraciones más rápidas y probar más diseños. Después, fuimos capaces de pasar directamente a la producción usando el mismo material.

Sin la Fuse 1, Berg nos cuenta que el equipo habría tenido que externalizar el SLS para crear estas piezas. Berg añadió: "Si no hubiéramos tenido la Fuse 1 en la empresa, habríamos tenido que externalizar el SLS a un proveedor de servicios, habríamos pagado más dinero y nos habría llevado más tiempo recibir esas piezas. La Fuse 1 imprime in situ por SLS piezas finales de calidad industrial, gastando menos dinero y menos tiempo".

Berg dijo que su equipo "está seguro de que estas piezas funcionan en la aplicación que les damos y que cada una de las Fuse 1 que enviamos tiene piezas que están impresas en una Fuse 1". El purgador de aire del sensor infrarrojo, el asa de ese mismo sensor, el asa de la puerta y la cubierta del imán de bloqueo son piezas que son posibles gracias a la ayuda de la Fuse 1. 

Nylon 12 Powder, para piezas de uso final

El primer material que Formlabs lanzó para la Fuse 1 es el Nylon 12 Powder, un material muy capaz tanto para la creación de prototipos funcionales como para la producción de uso final de conjuntos complejos y piezas duraderas con gran estabilidad ambiental. 

Mientras que otros procesos de impresión 3D pueden utilizarse para piezas de uso final, la impresión SLS ofrece un conjunto de propiedades diferentes que hace que imprimir piezas en la Fuse 1 sea ventajoso. En primer lugar, las piezas impresas mediante SLS suelen durar más, sobre todo si están pensadas para tocare o se utilizarse todos los días. En comparación con los materiales de estereolitografía, las impresiones de Nylon 12 Powder ofrecen una vida útil más larga, un mejor comportamiento de fluencia y una mejor resistencia al desgaste, a las sustancias químicas y a la radiación UV. "En el fondo, hay muchos tipos diferentes de piezas de uso final, pero casi todas tienen que ser resistentes, tanto a la temperatura como a los impactos. El nailon es un material que cumple todos estos diferentes requisitos en cuanto de sus propiedades. Así que si puedes pensar en una aplicación en la que quieres imprimir una pieza y usarla, es casi seguro que el nailon es una buena opción" dijo Berg.

Una característica de la impresión SLS de polvo que es especialmente destacable a la hora de crear un purgador de aire del sensor IR era la capacidad de imprimir piezas sin soportes internos. Con otros procesos de impresión 3D, las depresiones interiores y las aberturas requerirán soportes internos y las piezas han de diseñarse teniendo esto en cuenta. La impresión SLS elimina este problema, permitiendo crear y utilizar piezas complejas con tiempos de posproducción muy reducidos. 

Por último, el Nylon 12 Powder permite a la Fuse 1 imprimir con hasta un 70 % de polvo reciclado. Esta es una gran ventaja tanto para la creación de prototipos como la producción con la Fuse 1, lo que permite que los equipos de ingeniería obtengan el valor de cada gramo de polvo que compren. El equipo de Berg descubrió que este era uno de los principales motivos por los que la Fuse 1 era una opción de producción competitiva y declaró lo siguiente: "Todas las piezas que imprimimos e instalamos en la Fuse 1 están creadas con un 70 % de polvo reciclado. Este es uno de los secretos que hacen que esta opción de fabricación sea competitiva y rentable de llevar a cabo en la empresa". Continuó diciendo: "Y no solo usamos el polvo reciclado para los prototipos. En la cadena de producción de la Fuse 1, todas las piezas que imprimimos usan un 70 % de polvo reciclado. Eso incluye también las de uso final".

Más información

Nylon 12 Powder

El Nylon 12 Powder es un material de gran eficacia, tanto para prototipos funcionales como para la producción de uso final de ensamblajes complejos y piezas resistentes con una alta estabilidad ambiental. Hemos escrito una publicación con las preguntas más frecuentes. 

Más información sobre el Nylon 12 Powder

La Fuse 1: Ha comenzado el envío

Formlabs es conocida por diseñar procesos de trabajo aditivos que hacen que la impresión 3D de calidad industrial resulte asequible para negocios de todos los tamaños. La Fuse 1 y la Fuse Sift dan a los negocios el poder de controlar el proceso de diseño, imprimir in situ piezas de nailon listas para la producción, aumentar el rendimiento y llevar la impresión 3D SLS industrial al espacio de trabajo con un precio verdaderamente asequible. Todos estos conceptos, la versatilidad del Nylon 12 Powder y las ventajas únicas de la impresión 3D SLS se combinaron para ayudar a Berg y al equipo de Formlabs a crear una Fuse 1 mejor. 

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