La fabricación aditiva mediante sinterización láser selectiva (SLS) permite la producción económica de geometrías complejas, prototipos funcionales y series pequeñas. Sin embargo, solo un post-procesamiento reproducible y económico hace que las piezas sean realmente competitivas en el mercado. La calidad de la superficie, la estabilidad del proceso y los costos por pieza se ven significativamente afectados por el post-procesamiento. También se enfrentó a este desafío el proveedor alemán de impresión 3D FORMRISE. La empresa, con más de 20 años de experiencia en el campo de la fabricación aditiva, suministra a clientes de sectores exigentes como automoción, aeroespacial, tecnología médica y la industria de bienes de lujo y joyería. Por lo tanto, las exigencias en cuanto a calidad, reproducibilidad y seguridad del proceso son muy altas.
Límites de un concepto de post-procesamiento de múltiples etapas
El post-procesamiento de las piezas SLS en FORMRISE se realizó inicialmente a través de varios procesos de chorro consecutivos en instalaciones de un competidor del mercado. Primero, las piezas se limpiaron con perlas de vidrio del polvo sobrante. Luego, se realizó una precompactación de la superficie con poliestireno, antes de que las piezas fueran teñidas y finalmente se volvieran a procesar con chorro.
Este proceso de múltiples etapas se distribuyó en varias instalaciones y requirió en parte procesamiento manual, en algunos casos hasta dos horas por lote. Sin embargo, con el aumento de la carga de trabajo y mayores requisitos de calidad, este concepto se volvió cada vez más ineficiente. Resultó especialmente problemático el tratamiento del abrasivo. El tratamiento anterior exclusivamente a través de separación por ciclón no era suficiente para separar de manera confiable el abrasivo y el polvo y garantizar un tratamiento limpio constante. Como resultado, hubo un consumo extremadamente alto de poliestireno.
Al mismo tiempo, la calidad del abrasivo se deterioró continuamente porque las partículas de color y el desgaste no se separaron de manera limpia. Esto tuvo un impacto directo en la estabilidad del proceso: las piezas claras no podían ser procesadas de manera arbitraria en instalaciones contaminadas. FORMRISE se vio obligada a planificar la producción de manera estricta: piezas claras al inicio de la semana, piezas más oscuras posteriormente. Los pedidos espontáneos de los clientes o cambios de última hora eran casi imposibles de realizar. Al final de la semana, las instalaciones también debían ser limpiadas exhaustivamente.
A esto se sumó otro problema conocido por muchos usuarios de SLS: al limpiar con perlas de vidrio, siempre quedaban finas partículas de vidrio en la superficie. Al menos al teñir las piezas, estas inclusiones llevaban a resultados de color inhomogéneos y defectos visibles.
S1 de AM Solutions convence a FORMRISE con tecnología superior
En este contexto, FORMRISE buscó específicamente una nueva solución para el post-procesamiento de sus piezas SLS. Se requería un sistema que combinara de manera eficiente la limpieza y el acabado de la superficie y, sobre todo, que contara con un tratamiento de abrasivo potente y confiable.
En la Formnext 2023, FORMRISE se encontró por primera vez con la S1 de AM Solutions. La instalación combina la experiencia en tecnología de chorro de décadas del grupo Rösler con un concepto de proceso desarrollado específicamente para la fabricación aditiva. El sistema de tratamiento de abrasivos ajustado para aplicaciones de lecho de polvo de plástico, con un gran ciclón y un tamiz vibratorio integrado, es el elemento central y asegura una clasificación limpia del abrasivo. Sin embargo, lo decisivo para FORMRISE no fue solo la tecnología en detalle, sino el enfoque integral: con la S1, la limpieza y la homogeneización de la superficie se pueden realizar en un único proceso automatizado 2 en 1, con un solo medio de chorro y en una instalación. Debido a la alta satisfacción con la S1, FORMRISE ahora opera tres instalaciones de este tipo.
Mejoras significativamente medibles en la operación continua
Después de la puesta en marcha de las nuevas instalaciones, se mostraron rápidamente mejoras medibles en el post-procesamiento. El consumo de poliestireno disminuyó en más del 60 % en el primer año, ya que el abrasivo se mantiene de manera mucho más eficiente en el circuito. Solo por esto, se pudieron ahorrar alrededor de 1.6 t de CO₂. Al mismo tiempo, el uso de perlas de vidrio pudo eliminarse casi por completo, lo que también hizo que los problemas conocidos al teñir las piezas prácticamente no ocurrieran. Además, los costos de eliminación se redujeron significativamente.
Otro efecto importante fue el aumento del rendimiento del proceso de la instalación. Gracias a la alta potencia de chorro y la eliminación de varios pasos del proceso, el tiempo total de post-procesamiento se redujo en casi un 50 %. Esto no solo redujo la demanda de energía y aire comprimido, sino que también disminuyó significativamente el esfuerzo manual. La calidad de las piezas también pudo mejorarse aún más. Las superficies de las piezas SLS son más homogéneas y parecen de mayor calidad. Los clientes informan que las piezas ya parecen casi pulidas después del proceso de chorro, aunque solo se han procesado con chorro y son más adecuadas para procesos posteriores.
La S1 como un componente estratégico en el post-procesamiento de SLS
En total, los ahorros anuales en FORMRISE ascienden a aproximadamente 35,000 euros, de los cuales más de la mitad se deben únicamente a la reducción del consumo de aire comprimido. Al mismo tiempo, se pudo reducir la emisión de CO₂ del proceso de post-procesamiento en más de 12 toneladas al año. “Para el post-procesamiento de piezas SLS, AM Solutions ofrece con la S1 una solución que es absolutamente incomparable en el mercado y que nos ha convencido en todos los aspectos. Aquí se puede ver claramente el potencial en la optimización del proceso de chorro según los requisitos de la fabricación aditiva y, en particular, en el tratamiento del abrasivo. AM Solutions ha reconocido y aprovechado este potencial al máximo, dándonos así la oportunidad de optimizar nuestro post-procesamiento de una manera que antes no habríamos podido imaginar”, se alegra el director general de FORMRISE, Peter Spitzwieser.
Los proveedores de SLS están bajo una presión de costos masiva debido a competidores, demandas del mercado y crecientes expectativas de los clientes. La S1 eleva la eficiencia en el post-procesamiento a un nuevo nivel: mayor rendimiento, resultados limpios y significativamente menos esfuerzo manual, sin comprometer la calidad.
Estudio de caso para descargar: www.solutions-for-am.com/CaseStudy-DE
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