Una conversación con el Ingeniero Miguel Mondragón de TecSol3D sobre la tecnología de manufactura aditiva de Markforged

Una conversación con el Ingeniero Miguel Mondragón de TecSol3D sobre la tecnología de manufactura aditiva de Markforged

 

Miguel Mondragón se desempeña en la dirección de aplicaciones de industria y ventas técnicas de TecSol3D, una empresa con 20 años de experiencia dedicada a la venta e implementación de equipos de impresión 3D y escaneo 3D. Son distribuidores de Markforged, 3D Systems, Polyworks y Creaform, entre otras marcas, además ofrecen software complementario para ingeniería inversa o escaneo como Geomagic, Polyworks y Metrolog. La mayoría de sus clientes son del sector automotriz, industria médica, electrónica.

TecSol3D distribuye la línea completa de equipos Markforged como plataforma de manufactura aditiva. La marca Markforged es una compañía americana basada en Boston que se dedica a la fabricación de impresoras 3D, sus materiales y software. Es una integración de 3 plataformas para darle al usuario una experiencia de uso sencilla. Los equipos de impresión 3D Markforged se adecuan al piso de producción, son muy útiles para fabricación de herramientas y prototipos.

 

“El operador carga el modelo 3D desde cualquier software de diseño, le dices en que máquina, en que material y listo, se manda a imprimir, sin necesidad de definir temperaturas, velocidades, etc.” comenta Miguel Mondragon de TecSol 3D. “Al ser un software y materiales de la misma marca viene todo preconfigurado, y solo habrá ciertos ajustes básicos, como el número de piezas, el refuerzo de fibra continua, etc.”

 

La capacidad y las características de los equipos y materiales Markforged

Hay tres opciones de equipos de impresión 3D, la línea de escritorio Markforged de plásticos compuestos, la línea industrial de plásticos compuestos y la de metal llamada Metal X.

Impresora 3D de escritorio Mark Two de Markforged

Mark Two

La línea de escritorio Mark Two es el equipo de entrada, son equipos que fabrican partes de 32 x 15 x 15 cms en material Onix, un filamento a base de nylon y fibra de carbón triturada es un material resistente de uso industrial, se imprime fácil y con muy buena calidad tanto de precisión como de acabado superficial.

Los usuarios de los equipos de Markforged de plástico compuesto pueden ser diseñadores que necesiten prototipado rápido como tradicionalmente se han utilizado las impresoras 3D, y para la fabricación de herramientas en los talleres.

 

“Podemos hablar desde un soporte que puedan requerir en la línea para colocar un sensor, nidos donde los robots colocan las piezas o los grippers, son componentes que los imprimes y se quedan ahí funcionando.” añade Mondragon

 

El equipo de escritorio Mark Two utiliza soportes del mismo material, son de fácil remoción que el mismo software de Markforged considera, normalmente los jalas con una pinza y se viene completo el soporte. El tiempo de fabricación en la Mark Two de escritorio depende de la dimensión y del tamaño de impresión, una pieza sale al día siguiente, si se llena toda su cama de construcción se habla de uno o dos días. Miguel nos comenta que estas partes son de muy buena precisión para la mayoría de las aplicaciones, pero se les puede dar un acabado si se desea. Ciertos clientes las usan como calibradores, o deciden maquinarlas.

El software de manejo de los modelos 3D se llama Eiger, es desarrollado por Markforged, es un programa bastante interesante porque corre en la nube. Es el único software de manufactura aditiva con una certificación ISO para seguridad de los datos. Eso es lo que les permite a las empresas poder tener su base de datos como su almacén de piezas digitales listas a imprimirse en una o en múltiples impresoras. El programa Eiger permite controlar toda la flota de impresoras.

Hay 2 materiales en los componentes impresas 3D, el material básico es Onix de color negro, un material adicional de relleno de fibra de carbono, de Kevlar o vidrio que son de diferentes colores, pero esas fibras siempre van en el interior de la pieza. El equipo de impresión 3D de escritorio Mark Two, tiene una maleta que mantiene el material siempre aislado de la atmósfera y mantenerlo puro, que no absorba suciedad o humedad. Miguel remarca que, “La pieza tiene fibra de carbono, pero visiblemente no sabríamos si tiene vidrio o kevlar, porque realmente queda embebida a la pieza, es como una columna de una construcción donde tienes varillas y concreto, pero normalmente lo que queda visible es el concreto. El ónix de color negro es un nylon que trae fibra de carbono triturada, el blanco es puro nylon sin la fibra.” 

 

impresora 3D X7 de Markforged

X7

La impresora 3D de uso industrial es la Markforged X7, tiene un gabinete en su base, maneja los mismos materiales y se le pueden añadir otros adicionales, se puede imprimir en un volumen de 34 x 20 x 27 cms. Tiene un láser en la cabeza de impresión, que junto con un módulo adicional de software llamado Blacksmith, te permite escanear la parte mientras se está construyendo, eso te da un reporte dimensional de esta ya impresa.

 

“El principio del proceso de impresión 3D está basado en las impresoras de deposición de filamento tipo FDM con gran nivel de detalle, donde se le puede colocar un esqueleto adentro de la pieza, es un proceso de Markforged llamado Continuous Fiber Fabricación, donde el material viene en rollos.” señala Miguel.

 

La precisión del equipo de escritorio y el industrial es similar, pero en la X7 se puede lograr mejor precisión con el uso del software Blacksmith. El programa aprende de la fabricación de la parte por su inteligencia artificial, permite considerar el siguiente componente a fabricar y hacerla mejor, porque ya aprendió de la primera y ajusta la compensación para la segunda. La X7 tiene un modo de impresión 3D llamado turbo, donde puedes fabricar piezas con un espesor más grande y por lo tanto más rápido.


La X7 ofrece además de su tamaño, materiales adicionales como el Onyx FR con retardante de flama en aplicaciones que así lo requieren. Hay otro material con certificación SSD para antiestática útil con usuarios que se dedican al ensamble de tarjetas electrónicas.

 

Metal X

Aunque los equipos de plásticos pueden reemplazar piezas de aluminio en la industria, hay veces que necesitamos más que aluminio o soporte a mayor temperatura. La impresora 3D Metal X es la tercera generación de Markforged, es un equipo que imprime 3D en acero inoxidable, acero de herramienta H13, A2, D2, cobre e Inconel.

 

Metal X

La impresora 3D Metal X tiene una capacidad de 30 x 20 x 20 cm, el proceso de fabricación de piezas en metal de Markforged es un proceso diferente a lo que normalmente conocemos de polvos con sinterizado láser. Es un proceso con un filamento especial. Este filamento es una mezcla de plástico, cera y polvo metálico, la ventaja es no tener que manejar polvo metálico y sus temas de seguridad asociados.

Hay una serie de cosas que debes de considerar, no es un equipo de oficina. El polvo viene embebido en un filamento que tiene como ventaja la facilidad de uso. El proceso se llama ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing). El proceso de impresión es con dos materiales, el metal y un material cerámico que se utiliza entre el soporte y la pieza.

 

  • Primero se imprime el metal por deposición como si fuera una pieza de plástico, está se obtiene en un estado verde y se lleva al segundo proceso.
  • Colocarla en un tanque de limpieza en donde se remueve la cera que traía el filamento.
  • El tercer paso es tomar esa pieza y ponerla en un horno de sinterizado que tiene una curva de calentamiento especial para cada material, ahí se termina de deshacer el plástico y se funde, y así sale la parte. Esta se coloca sobre una plataforma cerámica donde obtiene su densidad.

Proceso de impresión 3D en metal de Markforged 

Si en el horno hay una contracción del material, el mismo software de MarkForged compensa esto y fabrica la pieza más grande para que al final la pieza quede a la medida. Se puede dejar más material y darle un acabado con un maquinado. El horno llega un poco abajo del punto de fusión del metal. No se controla la temperatura, simplemente se introduce el tipo de material y se colocan los ajustes. El horno utiliza argón para mantenerse inerte, es un horno que calienta y que elimina el oxígeno. El gas argón no es un material flamable, pero elimina el oxígeno por lo que hay que tener bien ventilado en caso de fuga.

Hay un proceso de Markforged que se llama Next Day Metal Parts, donde puedes tener componentes (alrededor de 250 gramos) el día siguiente. El mismo día sacarla de la impresora y al día siguiente meterla al horno como pieza independiente. Lo ideal es meter al horno la mayor cantidad de partes, porque así la energía que requiere el horno se distribuye en múltiples piezas. El horno de Markforged requiere una zona de taller. La solución completa del sistema metal X incluye la impresora, una estación de lavado y un horno.

 

Impeller impresa 3D en Markforged


Usuarios para un equipo de impresión Metal X

Los talleres de cualquier sector industrial que fabrican herramentales son los usuarios ideales de impresión en metal. Se puede utilizar para fabricación de componentes funcionales, insertos de moldes en la industria del plástico, partes que tengan un enfriamiento especial.

 

Piezas impresas 3D en TecSol 3D


“Tenemos hoy un cliente aquí en México con cinco máquinas instaladas. Todas se utilizan para la fabricación de herramental de uso interno de la compañía.” comenta Miguel Mondragon. “Otro cliente fabrica las herramientas de corte de mecanizado, estos son unos cortadores especiales que traen insertos de diamante. Ellos diseñan la pieza hueca para tener enfriamiento por dentro de la herramienta dirigido a la zona de corte.”

En las muestras de metal hay piezas que se ven sólidas, no se le ven huecos, pero por dentro se puede fabricar con estructuras o figuras para aligeramiento usando estas impresoras 3D. Esto es algo que se solo se puede hacer en Markforged, porque con los sistemas de polvo en metal, no hay manera de extraer el polvo, este se queda atrapado.

 

“En Tecsol 3D ayudamos en la implementación de equipos de manufactura aditiva, y donde se requiere diseño para impresión 3D, para que la pieza sea óptima, resistente y económica y se imprima más rápido. TecSol 3D vende escáner 3D que se usan en ingeniería inversa para obtener información o sacar datos de una muestra.” añade Mondragon. “TecSol se especializa en la venta de los equipos, pero también damos el servicio de impresión, este va encaminado a las empresas que están evaluando ingresar a la impresión 3D.”

 

Son dos cosas que diferencian a Markforged de otras impresoras de plástico, una es la precisión y el acabado. La otra es la resistencia mecánica. Una parte fabricada en ónix y reforzada con fibra de carbono es 20 veces más resistente que una pieza de ABS.

 


Por: Sergio Alvarez, editor de 3DCadPortal.com