|1|10/06/2014 © 2014 GAIKER Centro Tecnológico10/06/2014

Aplicación de la Fabricación Aditiva

Plástica a la obtención de piezas plásticas

y de composite

3 junio 2014

José Luis Gómez- GAIKER-IK4

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GAIKER-IK4

1

22,9%

41,5%

35,6%

Nacimos como Asociación en 1985

y desde 1997 somos una FUNDACIÓN PRIVADA sin ánimo de lucro

Servicio integral en el campo de los

materiales composites termoplásticos y

termoestables: abordando el desarrollo

/formulación de los materiales, diseño

y su transformación en planta piloto.

Identificando y caracterizando los

materiales desarrollados.

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INDICE

Repaso de Tecnologías de Fabricación Aditiva que utilizan polímeros

Ventajas de la utilización de la Fabricación aditiva

Combinación Fabricación aditiva/Tecnologías de procesado de Polímeros

Experiencia de GAIKER-IK4 en procesos, materiales y proyectos.

Líneas de Trabajo de GAIKER-IK4 en Fabricación aditiva

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2009 - Comité Internacional ASTM F42 sobre tecnologías de fabricación aditiva

TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN ADITIVA

Tipos de Tecnología AM Proceso: Materiales

Material Jetting Modelado Multi – inyección : Fotopolímeros, ceras

Binder Jetting 3DP (3D printing): polvos poliméricos, polvos metálicos, arenas de fundición

Vat Polymerization SLA (esterolitografía): resinas de curado UV, ceras , cerámicas

Material Extrusion Modelado por deposición fundida: termoplásticos, ceras

Power Bed Fusion SLS(sinterizado Laser selectivo): polvos Termoplásticos, polvos metálicos.

SLM (Fusión laser selectiva): Polvos metálicos.

EBM (Fusión por Haz de electrones): Polvos metálicos

Direct Energy Deposition

LMD/LENS (Deposición metálica Laser/ conformado laser): Polvos e hilos Metálicos

Sheet Lamination LOM ( modelado de objetos por laminación): Láminas de papel,

termoplásticos , láminas metálicasFabricación Aditiva

Fabricación

Sustractiva

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VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LAS

TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN ADITIVA

Por ahora ideal para lotes de fabricación pequeños en los que se necesita

flexibilidad de diseño y ciclos rápidos de desarrollo de producto.

Fabricación de piezas pequeñas

Posibilidad de integrar varias piezas en el producto final sin necesidad de

ensamblajes.

Eliminación de la necesidad de moldes para fabricar las piezas finales.

Reducción de la necesidad de stocks

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TECNOLOGÍAS ACCESIBLES

La tecnología de deposición de Filamento extruido de

material termoplástico, es la más económica y

accesible, y representa la base instalada de equipos

de impresión más numerosa.

En 2011 se inicia el desembarco masivo de

impresoras de filamento de bajo coste.

Trabajan con filamentos de 1,75 y 3 mm de diámetro

de ABS y PLA

En el caso de impresoras profesionales de filamento,

utilizan hilos termoplásticos propietarios y se

comercializan en un intervalo de precios de entre los

9.900 $ y 500.000$ en función del modelo de

impresora.

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TECNOLOGÍAS ACCESIBLES

En 2014 expiran las patentes del sinterizado laser selectivo (SLS) de Carl

Deckard y la Universidad de Texas en Austin, y la patente del MIT relacionada

con la tecnología inkjet sobre cama de polvo.

En 2013 se vendieron 348 impresoras de metal lo cual represento un crecimiento

del 75,8 % comparando con el año 2012.

En la Universidad de Michigan trabajan en la creación de una impresora de metal

de bajo coste y código abierto.

En la estereolitografía (SLA) también se ha

iniciado la carrera por el desarrollo y

comercialización de equipos personales de

sobremesa.

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Fabricación directa de piezas (20%)

Prototipado de piezas industriales y profesionales

Elaboración de utillajes y moldes

Reparación de piezas.

Se identifica el sector médico como el de mayor aplicación de

los productos fabricados con esta tecnología (23 %), seguido de

los sectores de automoción (15 %) y aeronáutico (15 %).

APLICACIONES Y SECTORES DE APLICACIÓN

Thinking Ahead the Future of Additive Manufacturing – Analysis

of Promising Industries” DMRC Alemán

Direct Manufacturing Research Center

Desde la perspectiva de mercado las industrias aeroespacial, de

automoción y electrónica serán particularmente proclives a las

aplicaciones de futuro de la fabricación aditiva.

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APLICACIONES Y SECTORES DE APLICACIÓN

Necesidades comunes de los principales sectores

•Piezas con formas adaptadas a las necesidades de espacio

•Integración de piezas

•Aligeramiento de estructuras en base a estructuras reticuladas

• Integración de funcionalidad en las piezas:

• circuitos, sensores, aislamiento térmico, acústico,

• almacenamiento de energía

Combinación de tecnologías Aditivas y materiales.

Combinación de tecnologías aditivas y procesos de transformación de

plásticos y composites

Vía

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SECTOR PERSONAS

Se está fomentando en los centros educativos actividadesrelacionadas con la ingeniería y la fabricación, con las

ciencias biológicas (modelado molecular), con la medicina

(implantes ortopédicos e ingeniería de tejidos), diseño de

moda (calzado, ropa y joyería), con el deporte (equipos de

protección), ciencia forense) arqueología (huesos y

utensilios), el diseño interior (espacios y planificación de

instalaciones) la arquitectura (maquetas)…….

Impulsos

Avances en las tecnologías

Ampliación de abanico de materiales,

Reducción de precios de los equipos

2020 el 50% de los hogares de Europa Occidental y Estados

Unidos tendrán impresoras 3D

Frenos

Experiencia de usuario

Conflictos por la propiedad industrial e

intelectual de las cosas

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GAIKER-IK4:

Transformación de resinas Termoplásticas

Inyección

Fabricación Aditiva

Laminación

Termoformado

Rotomoldeo

Compresión

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GAIKER-IK4: Transformación de

resinas Termoestables y composites

infusión

RTM

SMC / Preimpregnados

Pultrusión

Compresión

Filament

MW

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Combinación de la Fabricación aditiva

con tecnologías de transformación

de plásticos y composites

Fabricación Aditiva plástica:

- Modelos para elaborar moldes de colada de silicona o poliuretano o de moldeo rotacional.

- Moldes directos para coladas de resina

- Moldes de inyección para series cortas.

- Moldes de Termoformado, soplado

Fabricación Aditiva Metálica:

- Moldes o partes de un molde de inyección o compresión con canales de refrigeración con

geometrías libres (conformales).

Moldes y utillajes

Piezas soporte, intermedias para tecnologías de transformación

de composites (Filament winding, preimpregnados)

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OPORTUNIDAD: Utilización de utillaje plástico para la obtención

de piezas plásticas mediante Termoformado, soplado,

colada, moldeo rotacional

Moldeo rotacional

Termoformado

Colada de resinas

Soplado

Utillaje plástico

imprimidoPiezas en material

definitivo

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OPORTUNIDAD: Utilización de utillaje plástico para

la obtención de piezas en materiales finales mediante

inyección de termoplásticos

ABS digital – Polyjet

Resinas Epoxy – SLA

Poliamidas – Alumide – SLS

Ultem, PC - FDM

Entre 1 y 100 inyectadas de material real

Poliamida FV Polietileno

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OPORTUNIDAD: Obtención de estructuras complejas y

tubulares en composite mediante

la utilización de preimpregnados

Estructura multitubular

con preimpregnados

de carbono

Troquelado de

preformas de

prepregs carbono

Colocación del

prepreg Aplicación de vacío

Pieza imprimida

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OPORTUNIDAD: Obtención de estructuras tubulares,

huecas de composite por Filament Winding

Diseño de mandrino

acodado Impresión por partes del

mandrino acodado

Bobinado con fibra de carbono

y resina vinílester

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GAIKER-IK4: Desarrollo y

caracterización de Formulaciones

Formulación

y extrusión

…microscopía, caracterización

física, mecánica, térmica, reacción

al fuego…..

Caracterización reológica…..

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OPORTUNIDAD:

Desarrollo de Filamentos termoplásticos

solublecarga de Talco

Termocrómiconanotubos carbonocarga de grafito

ABSpolipropileno

carga de aluminio

PEHD

carga de madera

carga de corcho

Conductividad eléctrica

elastómero TPO + corcho

carga de pizarra

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OPORTUNIDAD: impresión en materiales definitivos

Polipropileno

GAIKER-IK4

5 años de experiencia en Fabricación Aditiva

29 años Formulando, Procesado y Caracterización de Plásticos y Composites

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PROYECTOS DESTACADOS

GAIKER-IK4

Colaboración en el desarrollo de la impresora y en la

adaptación y generación de Materiales de impresión

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GAIKER-IK4: Nuestras líneas de trabajo

Centrados en el desarrollo de materiales termoplásticos y termoestables

para fabricación aditiva.

En la adaptación de materiales existentes para su transformación por FA

En la obtención de piezas imprimidas con materiales reales

En la combinación de la fabricación aditiva con las tecnologías

de transformación de plásticos y composites en campos como el Tooling y

la obtención de piezas complejas de composite.

En el desarrollo y optimización de procesos de FA en base a nuestro

conocimiento del comportamiento de los Materiales

En la caracterización de prestaciones y obtención de datos para diseño.

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gracias

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eskerrik asko

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gracias

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ありがとうございます

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José Luis Gomez

Responsable Procesos y Aplicaciones

gomez@gaiker.es