Ventajas e inconvenientes de la fabricación aditiva por arco metálico (WAAM) en comparación con la fabricación aditiva basada en láser.
La fabricación aditiva por arco con hilo y la fabricación aditiva basada en láser son dos procesos de fabricación aditiva de metales que satisfacen diferentes necesidades industriales. Ambos crean piezas metálicas con una forma cercana a la definitiva, capa a capa; sin embargo, difieren significativamente en cuanto a estructura de costes, velocidad de construcción, forma del material, fuente de energía y calidad de las piezas que se pueden obtener. La elección entre ambos depende de factores como el tamaño de la pieza, la aplicación, los requisitos de acabado superficial y la rentabilidad de la producción.
Ventajas de la fabricación aditiva por arco eléctrico
Altas tasas de deposición
La tecnología WAAM ofrece unas de las tasas de deposición más altas en la fabricación aditiva metálica. La productividad habitual oscila entre varios kilogramos por hora y niveles muy superiores a los que pueden alcanzar los sistemas basados en polvo. Esto hace que la tecnología WAAM sea muy adecuada para componentes a gran escala.
Materiales rentables
WAAM utiliza alambre de soldadura estándar, que es mucho más económico que los polvos metálicos necesarios para los sistemas basados en láser. Además, el alambre ofrece un manejo predecible, una calidad constante y un mínimo de residuos.
Grandes volúmenes de construcción
Los sistemas WAAM pueden ampliarse hasta alcanzar dimensiones muy grandes mediante configuraciones robóticas multieje. Esto permite la producción de piezas de gran tamaño o de gran longitud que resultan difíciles o imposibles de fabricar en máquinas de lecho de polvo.
Robusto y energéticamente eficiente
La tecnología de soldadura por arco cuenta con décadas de experiencia en el sector industrial. Los equipos WAAM son resistentes, requieren menos mantenimiento óptico que los sistemas láser y ofrecen una alta eficiencia energética para la deposición de grandes cantidades de metal.
Fuertes propiedades metalúrgicas
Las piezas fabricadas mediante WAAM suelen presentar un metal denso y totalmente fundido, con propiedades mecánicas adecuadas para aplicaciones estructurales. El tratamiento térmico posterior al proceso permite un mayor perfeccionamiento.
Limitaciones de la fabricación aditiva por arco eléctrico
Menor resolución y acabado superficial
El proceso WAAM produce cordones más gruesos que los procesos basados en láser. Por lo general, las piezas requieren mecanizado para alcanzar las tolerancias finales y la calidad de superficie deseadas.
Aporte de calor y distorsión
El proceso de arco genera más calor que la fusión por láser en lecho de polvo. Las zonas afectadas por el calor de grandes dimensiones pueden provocar tensiones residuales, deformaciones o la necesidad de controlar la temperatura entre pasadas.
Límites de complejidad geométrica
Aunque el proceso WAAM multieje permite obtener formas complejas , los detalles extremadamente intrincados, las paredes delgadas o las estructuras reticulares se adaptan mejor a los sistemas láser de alta resolución.
Ventajas de la fabricación aditiva basada en láser
Alta precisión y detalles finos
La fusión por lecho de polvo con láser ofrece una excelente precisión dimensional y la capacidad de crear canales internos intrincados y estructuras reticulares ligeras.
Acabado superficial superior
Los espesores de las capas son significativamente más estrechos, lo que da como resultado superficies más lisas y menores requisitos de mecanizado.
Tolerancias estrictas
El proceso láser es adecuado para aplicaciones que requieren una alta precisión, como componentes aeroespaciales, implantes médicos y piezas mecánicas complejas.
Control térmico constante
Los charcos de fusión más pequeños y el control preciso del láser producen microestructuras predecibles y una alta repetibilidad.
Limitaciones de la fabricación aditiva basada en láser
Altos costes de equipamiento y materiales
Los sistemas de AM láser requieren atmósferas controladas, sistemas ópticos y polvos especializados, lo que aumenta los costes totales de producción.
Tamaño de construcción limitado
La mayoría de los sistemas de fusión por lecho de polvo láser están limitados a envolventes de construcción relativamente pequeñas. Es difícil escalar a componentes muy grandes.
Velocidad de construcción más lenta
Las tasas de deposición son mucho más bajas en comparación con WAAM, lo que hace que las piezas grandes requieran mucho tiempo y sean costosas.
Consideraciones sobre la manipulación de polvos
El polvo metálico impone requisitos de seguridad, contaminación y reciclaje que no se aplican a los procesos basados en alambre.
Cuándo elegir cada tecnología
Elija WAAM y MX3D M1 y MX cuando necesite componentes estructurales de gran tamaño, deposición rápida, rentabilidad y la capacidad de mecanizar según las especificaciones finales. WAAM es ideal para sectores como el marítimo, el de maquinaria pesada, la arquitectura y la energía, en los que el tamaño de las piezas es una prioridad.
Elija la fabricación aditiva basada en láser cuando la aplicación requiera detalles precisos, componentes pequeños o medianos, tolerancias estrictas, alta calidad superficial y características internas complejas, típicas de las aplicaciones aeroespaciales y médicas.
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