Aplicación de la Fabricación Aditiva Plástica a la obtención de piezas plásticas y de composite

Transcripción

1 Aplicación de la Fabricación Aditiva Plástica a la obtención de piezas plásticas y de composite 3 junio 2014 José Luis Gómez- GAIKER-IK4 10/06/ /06/ GAIKER Centro Tecnológico 1

2 1 2 GAIKER-IK4 Nacimos como Asociación en 1985 y desde 1997 somos una FUNDACIÓN PRIVADA sin ánimo de lucro 41,5 % 22,9 % 35,6 % 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.

3 3 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

4 4 TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN ADITIVA Comité Internacional ASTM F42 sobre tecnologías de fabricación aditiva Fabricación Sustractiva Fabricación Aditiva Tipos de Tecnología AM Material Jetting Binder Jetting Vat Polymerization Material Extrusion Power Bed Fusion Direct Energy Deposition Sheet Lamination Proceso: Materiales Modelado Multi inyección : Fotopolímeros, ceras 3DP (3D printing): polvos poliméricos, polvos metálicos, arenas de fundición SLA (esterolitografía): resinas de curado UV, ceras, cerámicas Modelado por deposición fundida: termoplásticos, ceras SLS(sinterizado Laser selectivo): polvos Termoplásticos, polvos metálicos. SLM (Fusión laser selectiva): Polvos metálicos. EBM (Fusión por Haz de electrones): Polvos metálicos LMD/LENS (Deposición metálica Laser/ conformado laser): Polvos e hilos Metálicos LOM ( modelado de objetos por laminación): Láminas de papel, termoplásticos, láminas metálicas

5 VENTAJAS DE LA APLICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN ADITIVA 10/06/ 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

6 6 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 $ y $ en función del modelo de impresora.

7 7 TECNOLOGÍAS ACCESIBLES En la estereolitografía (SLA) también se ha iniciado la carrera por el desarrollo y comercialización de equipos personales de sobremesa. 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 En la Universidad de Michigan trabajan en la creación de una impresora de metal de bajo coste y código abierto.

8 8 APLICACIONES Y SECTORES DE APLICACIÓN 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 %). 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.

9 9 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 Vía Combinación de tecnologías Aditivas y materiales. Combinación de tecnologías aditivas y procesos de transformación de plásticos y composites

10 10 SECTOR PERSONAS 2020 el 50% de los hogares de Europa Occidental y Estados Unidos tendrán impresoras 3D Impulsos Avances en las tecnologías Ampliación de abanico de materiales, Reducción de precios de los equipos Frenos Experiencia de usuario Conflictos por la propiedad industrial e intelectual de las cosas Se está fomentando en los centros educativos actividades relacionadas 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).

11 11 GAIKER-IK4: Transformación de resinas Termoplásticas Termoformado Fabricación Aditiva Compresión Rotomoldeo Inyección Laminación

12 12 GAIKER-IK4: Transformación de resinas Termoestables y composites RTM infusión Filament Compresión MW Pultrusión SMC / Preimpregnados

13 Combinación de la Fabricación aditiva con tecnologías de transformación de plásticos y composites 13 Moldes y utillajes 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). Piezas soporte, intermedias para tecnologías de transformación de composites (Filament winding, preimpregnados)

14 14 OPORTUNIDAD: Utilización de utillaje plástico para la obtención de piezas plásticas mediante Termoformado, soplado, colada, moldeo rotacional Utillaje plástico imprimido Moldeo rotacional Piezas en material definitivo Termoformado Colada de resinas Soplado

15 15 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

16 16 OPORTUNIDAD: Obtención de estructuras complejas y tubulares en composite mediante la utilización de preimpregnados Colocación del prepreg Aplicación de vacío Pieza imprimida Troquelado de preformas de prepregs carbono Estructura multitubular con preimpregnados de carbono

17 17 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

18 18 GAIKER-IK4: Desarrollo y caracterización de Formulaciones Formulación y extrusión Caracterización reológica.. microscopía, caracterización física, mecánica, térmica, reacción al fuego..

19 OPORTUNIDAD: Desarrollo de Filamentos termoplásticos soluble Termocrómico ABS carga de pizarra carga de madera Conductividad eléctrica carga de Talco nanotubos carbono carga de grafito polipropileno carga de aluminio PEHD elastómero TPO + corcho carga de corcho 10/06/

20 20 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

21 21 PROYECTOS DESTACADOS GAIKER-IK4 Colaboración en el desarrollo de la impresora y en la adaptación y generación de Materiales de impresión

22 22 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.

23 thank you 谢谢 Shokrán gracias moltes gràcies eskerrik t asko evgaristó spaisíva merci thank you bedank gracia s grazie go raibh maith agaibh arigato Xié Xie cám òn qúi vi rhât eskerrik asko dank e gracias khrap matu suksama ありがとうございます شكرا eskerrik asko José Luis Gomez Responsable Procesos y Aplicaciones gomez@gaiker.es 10/06/2014 Parque Tecnológico de Bizkaia, Edificio Zamudio Bizkaia Spain T mark@gaiker.es 23