Fabricación Sustractiva vs. Fabricación Aditiva

Introducción

La fabricación es el proceso de transformar materiales en productos. Existen diferentes métodos de fabricación, pero en este artículo nos centraremos en dos de ellos: la Fabricación Sustractiva y la Fabricación Aditiva. Cada tecnología de fabricación tiene características que la hacen más o menos adecuada para ciertas aplicaciones, por ende un mismo profesional puede utilizar distintas tecnologías para diferentes propósitos y necesidades. Veamos en qué consisten y como se comparan.

Fabricación Sustractiva

Equipo CNC maquinando un motor de combustión interna

La Fabricación Sustractiva es un método de fabricación que consiste en eliminar material de un bloque sólido para obtener la geometría deseada. Este método se basa en herramientas de corte, perforación o amolado, que pueden ser utilizadas por control manual o pueden ser controladas por un software de Fabricación Asistido por Computadora (CAM, por sus siglas en inglés). Ejemplos de procesos sustractivos incluyen el torneado, fresado, taladrado, corte por láser y corte por chorro de agua.

Estas tecnologías se utilizan principalmente para crear piezas de metal o plástico con alta precisión, resistencia y durabilidad. Es ideal para aplicaciones que requieren tolerancias ajustadas, geometrías un tanto complejas o acabados superficiales lisos. Se utiliza para crear prototipos, herramientas y/o piezas finales.

Ventajas - FS

• Amplia variedad de materiales disponibles, desde metales hasta plásticos, madera o cerámica.

• Alta calidad y precisión de las piezas, con tolerancias de hasta 0.01 mm.

• Acabados superficiales lisos y uniformes, sin necesidad de procesos posteriores.

• Alta velocidad y productividad, especialmente para grandes volúmenes de producción.

Desventajas - FS

• Alto desperdicio de material, ya que se elimina una gran parte del bloque inicial.

• Costos elevados de herramientas y mantenimiento de las máquinas.

• Limitaciones en la complejidad y la flexibilidad de las piezas, ya que dependen de la accesibilidad de las herramientas.

• Necesidad de operarios cualificados y supervisión humana durante el proceso.

Fabricación Aditiva

Cabezal de impresora 3D tecnología DED - Direct Energy Deposition

La Fabricación Aditiva es un método de fabricación que consiste en añadir material capa a capa para construir un objeto. Este método se basa en una impresora 3D que deposita, cura o fusiona un material en forma de filamento, líquido (resina) o polvo siguiendo un modelo 3D digital. Algunos procesos de Fabricación Aditiva son el FDM, SLA, SLS y SLM.

Las tecnologías aditivas se utilizan principalmente para crear piezas de plástico o metal con geometrías complejas, ligeras y orgánicas. Es ideal para aplicaciones que requieren innovación, creatividad o velocidad. También se utiliza para crear prototipos, piezas personalizadas y/o piezas finales.

Ventajas - FA

• Piezas multi-material. Estás piezas pueden estar fabricadas con dos o más materiales, que les confieren distintas propiedades a lo largo de la misma.

• Bajo desperdicio de material, ya que solo se utiliza el material necesario para la pieza.

• Menor costo de los equipos, respecto a la Fabricación Sustractiva.

• Menor frecuencia en mantenimientos y menor tiempo invertido de un técnico en este proceso.

• Mayor complejidad y flexibilidad de las piezas, que pueden tener formas orgánicas, huecos embebidos, juntas articuladas, entre otros.

• Baja dependencia de operarios y la supervisión humana, ya que el proceso está automatizado.

• Alta personalización y adaptabilidad, ya que se puede modificar el diseño fácilmente.

Desventajas - FA

• Aunque en aumento, hay un menor catálogo de materiales disponibles que para las tecnologías de Fabricación Sustractiva.

• Menor precisión de las piezas respecto a tecnologías sustractivas, con tolerancias rondando el 0.1 mm.

• Acabados superficiales rugosos, que requieren procesos posteriores de lijado, pulido y/o pintura si se desean superficies lizas.

• Actualmente se están desarrollando y mejorando tecnologías para utilizarlas en series largas de producción, como el MJF de HP, pero la gran mayoría de impresoras 3D están pensadas para series cortas o medianas. Esto se debe a velocidades y costos de fabricación.

Conclusión

La Fabricación Sustractiva y la Fabricación Aditiva son dos tecnologías de fabricación que tienen sus propias ventajas y desventajas. La elección entre una u otra dependerá de las características, los requisitos y los objetivos de cada proyecto. En algunos casos, se pueden combinar ambas tecnologías para obtener lo mejor de ambas; la técnica requerirá de un proceso de diseño multidisciplinar, con expertos en ambas ramas de la fabricación.