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Reducción del 70% en los costes de prototipado de aspas de helicóptero con núcleos solubles para impresión 3D de Stratasys

Automated Dynamics ha trabajado con sus clientes durante más de 30 años para crear innovadoras estructuras de composite con equipos de automatización de alto rendimiento y ha estado a la altura de algunas de las mayores exigencias de fabricación en los sectores aeroespacial, petrolífero, militar y de automoción. La empresa utilizó la impresión 3D con tecnología FDM (Fused Deposition Modeling) de Stratasys para una aplicación de núcleo soluble con la que realizó un robusto prototipo de composite de aspa de helicóptero y ahorró un 60-70% en costes de herramientas.

Resumen ejecutivo:

  • Los núcleos desechables de cerámica tradicional o metálicos están asociados a elevados costes de herramientas
  • La aplicación de impresión 3D con núcleos solubles permite generar un robusto prototipo de aspa de composite, con un ahorro del 60-70% en herramientas.
  • La fabricación aditiva hace posible nuevos niveles de complejidad no conseguidos hasta el momento

Según Ralph Marcario, vicepresidente de Ventas y marketing de Automated Dynamics, el equipo de ingeniería descubrió que los núcleos desechables de cerámica tradicional o material metálico implicaban elevados costes de herramientas. Además, con ellos no se conseguía el nivel de complejidad que se podía alcanzar con la fabricación aditiva.  Por todo ello, cuando un importante cliente del sector aeroespacial realizó un pedido urgente de aspas de helicóptero de 120 cm, los ingenieros de Automated Dynamics pensaron en los núcleos solubles de la tecnología FDM.

Cómo funciona

soluble cores automated dynamics
Automated Dynamics used FDM soluble cores (in brown, in background) to develop a 4ft helicopter blade, reducing tooling costs by 60-70%

El tedioso proceso de varios pasos asociado a los núcleos desechables requiere a menudo herramientas bivalvas y procesos de unión, lo que limita las geometrías, genera piezas más endebles y prolonga los plazos de producción. Por el contrario, con los núcleos solubles de la tecnología FDM de Stratasys, los fabricantes podían generar piezas complejas más rápidamente, con menos gastos generales y sin dificultosos procesos de extracción. Se invierten los materiales del proceso normal de impresión 3D, de modo que el modelo de soporte se imprime en 3D con material termoplástico, mientras que el núcleo se realiza con el soporte desechable soluble. Cuando se retira el soporte de termoplástico, se envuelve la parte soluble con el material deseado de composite y se deja curar, para luego sumergirla en agua a fin de disolver el núcleo.

Un distribuidor de Stratasys,  CADimensions, imprimió la herramienta para aspa de helicóptero en su sistema de producción Fortus 400mc 3D. Se eligió el soporte soluble SR-100 por su capacidad de resistir temperaturas muy elevadas (de hasta 120° C) durante el proceso de curado. Stratasys Direct Manufacturing, una división de Stratasys y destacado proveedor de servicios de fabricación aditiva, se ocupó de disolver la parte de composite en las 24 horas siguientes. Con la utilización de núcleos solubles para FDM, la producción de herramientas pasó de durar las 5-6 semanas necesarias habitualmente con las herramientas metálicas a tan solo aproximadamente una semana.

“A menudo, la elección de herramientas metálicas implica una serie de tareas significativas de diseño de ingeniería, pero cuando se eligen las herramientas con FDM, hay menos trabajo.” afirmó John Michasiow, ingeniero de diseño mecánico y director de programa designado de Automated Dynamics. “En algunos casos, ni tan si quiera se pueden utilizar herramientas metálicas. Estimamos que el ahorro en costes de herramientas fue de por lo menos el 60-70%”.

La impresión 3D ha cambiado radicalmente la forma de pensar y de producir en muchos sectores. En el caso de Automated Dynamics, las soluciones de fabricación aditiva como los núcleos solubles para FDM han mejorado su capacidad de dar respuesta a retos complejos y ofrecer resultados más rápidamente.

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Carrie Wyman

Carrie Wyman

Carrie is a technology and 3D printing enthusiast, with a passion for beautiful design.

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