Concept Laser convierte el metal en el futuro de la impresión 3D

Redacción
Martes, 10 Enero 2017
Concept Laser convierte el metal en el futuro de la impresión 3D

Frank Herzog, presidente y consejero delegado de Concept Laser, ha escrito un artículo en Europeanceo que por su interés reproducimos:

"Desde el principio de mi carrera, he estado fascinado por el metal como material de construcción, en particular debido a mi formación como mecánico de precisión con Siemens; mientras estudiaba ingeniería mecánica, el tema de la elaboración de metales me intrigaba particularmente.

Así, en 1996, decidí que lo que era posible con la tecnología de sinterizado de plástico debería ser aplicable al polvo metálico utilizando un láser. Esta idea, finalmente condujo al desarrollo de una configuración de prueba operada manualmente: el primer intento del mundo de una impresora 3D de metal, por así decirlo.

Las tensiones en la pieza y los polvos metálicos fundidos de forma incompleta fueron los principales desafíos a los que me enfrenté inicialmente. Sin embargo, después de un duro trabajo, hemos sido capaces de superar estos retos mediante el desarrollo de la exposición estocástica y el uso de un láser de estado sólido en el que mi esposa había estado trabajando para la fabricación de moldes durante su tesis doctoral. En base a esta experiencia, mi esposa, Kerstin Herzog, y yo fundamos Concept Laser en Lichtenfels en el año 2000.

Empezamos con un equipo muy pequeño de cuatro personas, y presentamos la primera impresora 3D del metal industrial del mundo en la feria Euromold en Frankfurt, en el año 2001. inicialmente, el mercado era más bien escéptico, ya que este método de fabricación de piezas de metal puro había sido prácticamente desconocido hasta entonces. Sin embargo, todo el equipo creía firmemente en esta tecnología y, después de los años pioneros, el éxito finalmente llegó cuando algunos usuarios aprovecharon las oportunidades estratégicas que la fabricación aditiva (AM) fue abriendo. Junto a esto, la tecnología de la máquina, paso a paso, estuvo a la altura de las expectativas ambiciosas que habíamos depositado en ella.

Visto de forma retrospectiva, esto fue un éxito industrial, tal vez incluso un cambio de paradigma, en el mundo de la fabricación que muy rara vez se tiene la oportunidad de observar durante toda una vida. Desde entonces, la compañía ha estado creciendo continuamente. La facturación, los pedidos recibidos y el número de empleados se han elevado año tras año. Hoy en día, Concept Laser tiene cerca de 65 patentes registradas y cerca de 120 patentes pendientes. Alrededor de 650 máquinas instaladas hacen de Concept Laser uno de los principales motores de la fusión de metales con láser basado en lecho de polvo.

Para mí, como hombre de negocios, es un reto inmenso controlar este crecimiento, con un incremento del 88 por ciento en las ventas en la primera mitad de 2016 solamente, y un aumento general de 30-50 por ciento en los últimos años. Como líder en tecnología, queremos utilizar la I + D para proporcionar un verdadero impulso en el mercado, y es por eso que reinvertimos tanto capital como sea posible. La fuerza de trabajo crece en un 30 por ciento al año, como promedio. Por lo tanto, las tareas y los procesos deben ser examinados, y se reorganizaron en repetidas ocasiones. Como líder de una empresa familiar, estoy interesado en ver el crecimiento orgánico con valor real y un sentido de la proporción, ya que tenemos una gran responsabilidad ante nuestros empleados y ante nuestros clientes.

En el año 2013, el presidente estadounidense Barack Obama dijo: "La impresión 3D tiene el potencial de revolucionar la manera de hacer casi todo." Este comentario pone de relieve el enorme potencial de la fabricación aditiva, y sugiere que explotar este potencial puede tener efectos poderosos para nuevos productos, nuevas aplicaciones y nuevas soluciones funcionales. Hoy en día, la industria aeroespacial, la industria de la automoción, la tecnología médica y dental, y un montón de otros sectores se están centrando estratégicamente en la impresión 3D de metal como la estrategia de producción del futuro.

La fabricación aditiva ha evolucionado hasta convertirse en un símbolo visible de la cuarta revolución industrial. Permite nuevos modelos de negocio y, en particular, nuevas ideas de productos. Esto tendrá un impacto duradero en nuestra forma de ver la fabricación en el futuro. Eficiencia, tiempo en el mercado, libertad de geometría, diseños biónicos, construcción ligera y la integración funcional son sólo algunas de las palabras de moda que intrigan a los diseñadores y ejecutivos. Los beneficios en términos de conservación de los recursos también son sorprendentes - hay menos material de desecho junto con una baja entrada de material, así como un bajo nivel de gasto en energía durante la producción. Con todo, la fabricación aditiva es una tecnología ecológica. De acuerdo con una evaluación realizada por Airbus, con una reducción de peso de una tonelada por cada avión y un mercado mundial de alrededor de 32.600 nuevos aviones en 2035, existe la posibilidad de lograr un ahorro de 46 millones de toneladas de queroseno y alrededor de 119 millones de toneladas de CO2 emitidas.

Anteriormente, los compradores colocaban una parte convencional sobre la mesa y preguntaban lo que costaría (elaborar un producto) si se fundía por láser. Este enfoque, sin embargo, no permitía explotar adecuadamente los beneficios del proceso. Hoy en día, los diseñadores deben adoptar un enfoque más sistemático. Se definen los parámetros de rendimiento y se desarrollan a partir de los mismos las  soluciones adecuadas para el proceso. Efectivamente, el componente puede ser diseñado para adaptarse a la fabricación aditiva. Esto permite lograr un resultado visual sorprendente: piezas ligeras diseñadas biónicamente pueden ser, como promedio, hasta un 20-30 por ciento más ligeras que las piezas de fundición. En algunos casos, la reducción de peso potencial es del orden del 60 al 80 por ciento. Es importante registrar los requerimientos de piezas en términos de propiedades térmicas y mecánicas, y luego desarrollarlas con un diseño que se adapta específicamente para el proceso. En concreto, esto significa que se pueden hacer más partes, que son también más ligeras y que tienen una geometría diferente. En última instancia, cada gramo de peso ahorrado significa un aumento de la rentabilidad del proceso.

Cursos sobre fabricación aditiva  se están impartiendo ahora hasta en las universidades. ingenieros mecánicos jóvenes constituirán la generación futura de la impresión 3D. Esta es la razón por la que creamos la Academia Concept, que tiene por objeto proporcionar a los jóvenes una visión en profundidad de nuestra tecnología. La gama de ofertas se extiende desde las prácticas, días de comprobación, cursos duales de estudio, y semestres de prácticas para la elaboración de las tesis. Será una generación incapaz de imaginar un mundo sin la impresión en 3D, de la misma manera que tampoco la vida sin Internet o sin un teléfono inteligente es inconcebible en este momento.

En los últimos cinco años, la tecnología de la máquina para la fusión de metales por láser ha sido capaz de establecer nuevos estándares. Las impresoras 3D de metal industrial no caben en un escritorio; tienen que montar grandes geometrías, y deben hacerlo a alta velocidad con un muy alto nivel de calidad y precisión. Los materiales tales como titanio, aluminio, metales preciosos y aleaciones de alto rendimiento en forma de polvo se utilizan aquí. Con la tecnología de multi-láser  es posible construir piezas 3D rápida y eficientemente. Esto ha llevado el proceso desde la creación de prototipos y pequeños lotes de producción industrial a la producción en serie en la era de la impresión 3D.

Las oportunidades para nuevas empresas son grandes. Piezas creadas por impresión 3D se fabrican de forma aditiva o con un tipo mixto que  combina el proceso aditivo para estructuras complejas con métodos de mecanizado tradicionales para la producción de geometrías simples. Los centros de impresión están actualmente expandiendo sus instalaciones de producción, y ya existe la perspectiva de la "fábrica inteligente", en la que los procesos pueden llevarse a cabo de forma automática, en secuencia, y sin apenas entrada manual.

En Concept Laser hemos desarrollado una nueva arquitectura de la máquina, y el concepto de la fabricación aditiva del mañana en la que se basa. Nuestra nueva tecnología de máquina modular, que puede ampliarse tanto como usted desee, permite el desacoplamiento de pre-producción, producción y post-producción, por lo que las distintas operaciones se pueden llevar a cabo simultáneamente y físicamente separadas unas de otras, por lo que ahorra tiempo y costes.

Pero la necesidad de incrementar la automatización también se ha aplicado de manera coherente. Procesos que se hicieron previamente manualmente (para cambiar el polvo ejemplo) ahora se realizan de forma automática. Mediante la creación de interfaces adecuadas, los métodos de fabricación convencionales también pueden estar conectados entre sí, por citar sólo una de las muchas características de nuestro nuevo concepto de máquina. Este es un paso lógico hacia la fábrica inteligente del futuro.

 

 

 

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