La impresión 3D de metal líquido hace su debut

La nueva impresora de metal líquido ElemX 3D de Xerox promete resolver los desafíos asociados con los métodos tradicionales de impresión 3D, aunque la implementación aún se encuentra en sus primeras etapas.

La impresión 3D de metal líquido hace su debut
LMJP fue utilizada por primera vez por Start-up Vader Systems, con sede en Nueva York, antes de que la empresa fuera adquirida por Xerox en 2019.

Por David Miller

Al igual que tener un servidor de respaldo o instalar redundancia en sistemas críticos, la naturaleza bajo demanda de la impresión 3D, también conocida como manufactura aditiva (AM, por su sigla en inglés), puede ayudar a los usuarios finales a sortear interrupciones cada vez más comunes en la cadena de suministro causadas por sacudidas comerciales, inesperadas limitaciones de proveedores y pandemias globales. Además de permitir a los operadores producir rápidamente piezas de repuesto que pueden no estar disponibles en los fabricantes originales, la manufactura aditiva sigue siendo prometedora en la producción en masa, y algunos fabricantes la utilizaron para aumentar la producción de equipos de protección personal (PPE) en los primeros días de la pandemia del COVID-19.

Sin embargo, AM no está exenta de desafíos. Esto es particularmente cierto con la fusión por lecho de polvo (PBF, por su sigla en inglés), un proceso comúnmente empleado en aplicaciones de impresión 3D comerciales e industriales donde se utiliza un rayo láser o de electrones para fundir y fusionar materiales en polvo. Por ejemplo, los objetos impresos con PBF pueden exhibir propiedades estructurales débiles en comparación con otros procesos de fabricación y pueden requerir un procesamiento posterior, lo que agrega mano de obra y costos.

Dicho esto, las innovaciones recientes en una metodología de producción llamada impresión por chorro de metal líquido (LMJP) pueden ayudar a superar estos problemas.

 La nueva impresora de metal líquido ElemX 3D de Xerox es uno de los primeros productos del mercado en emplear esta tecnología. En lugar de insumos de polvo, el ElemX utiliza metal sólido fundido proporcionado por un alambre de aluminio estándar que se alimenta a la máquina. Según Xerox, este nuevo método puede reducir el costo total de propiedad, aumentar los tiempos de ciclo y mejorar la seguridad, todo mientras proporciona piezas de grado de producción.

En un caso de uso interno, informado por Forbes, Xerox pudo implementar su propia tecnología con gran éxito. Cuando un soporte para una prensa digital requirió reemplazo, la ElemX pudo reproducir la pieza en cuatro horas con una reducción estimada del 21% en los costos y una disminución del 43% en las emisiones de CO2 en comparación con la fundición de metal tradicional. En una segunda prueba, en la que se comparó con un sistema PBF AM, el ElemX produjo el mismo soporte con un ahorro de costos estimado del 38% y una reducción del 40% en el tiempo de ciclo.

Además, una investigación independiente de la Universidad Estatal de Nueva York y la Universidad de Concordia afirma que LMJP puede ser hasta 10 veces más rápido y una décima parte del costo de los métodos de AM predominantes. Además, esta investigación señala que LMJP puede conducir a piezas metálicas más densas con microestructuras más finas, lo que resulta en un aumento del 30% o más en la resistencia a la tracción general.

Xerox prevé el despliegue de ElemX comenzando en defensa, aeroespacial, equipo pesado y petróleo y gas, debido a las complejas cadenas de suministro y la naturaleza esencial de estas industrias.

Actualmente, ElemX ha visto su primer despliegue en la Escuela de Posgrado Naval de los Estados Unidos (NPS) en Monterrey, California, donde se utilizará en los esfuerzos de investigación militar.

“Desde la era de la vela hasta la era nuclear, los marineros han estado arreglando cosas en el mar para poder completar la misión”, dijo Ann Rondeau, presidenta de NPS. "Esta asociación se trata de la capacidad estratégica de la marina de tener marineros en los barcos con la posibilidad, a través de la creatividad y la tecnología, para avanzar en sus operaciones en el mar".

Si bien NPS prevé que ElemX se implemente en una capacidad de respaldo para repuestos y lotes de uno, el objetivo a largo plazo de Xerox es que ElemX se use en producción en masa.

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