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La fabricación aditiva (AM), también conocida comúnmente como impresión 3D industrial, es un proceso que permite crear objetos tridimensionales añadiendo material capa a capa a partir de modelos digitales en 3D. Se trata de un conjunto de procesos de producción que construyen piezas físicas capa a capa a partir de datos de modelos 3D, a diferencia de los métodos sustractivos, que eliminan material de un bloque sólido.
La fabricación aditiva incluye siete categorías de procesos definidas por la norma ISO/ASTM 52900, que analizaremos con más detalle en este artículo. De entre las siete categorías de fabricación aditiva, en MX3D utilizamos la ArcDED , y ofrecemos piezas de fabricación aditiva metálica a gran escala para sectores como el energético, el marítimo, el automovilístico, el de defensa, el del arte y el diseño, y la arquitectura desde 2014, utilizando la tecnología robótica WAAM aplicada con nuestros sistemas de fabricación aditiva de metal M1 y MX .
Definición de fabricación aditiva
La fabricación aditiva (AM) es un conjunto de procesos de producción procesos que construyen piezas físicas capa a capa a partir de datos de modelos 3D , a diferencia de los métodos sustractivos, que tallan las formas a partir de un bloque sólido. Está normalizado según la norma ISO/ASTM 52900, que define siete categorías de procesos, que se explicarán y ampliarán más adelante.
El término «aditivo» se utiliza para destacar que se añade material, a diferencia de los métodos «sustractivos», que lo eliminan. A menudo se utilizan los términos «impresión 3D», «prototipado rápido» y «fabricación digital» para referirse a lo mismo.
Fabricación aditiva frente a impresión 3D: ¿en qué se diferencian?
Aunque a menudo se utilizan con el mismo significado, existe una distinción histórica. Según la convención del sector, el término «impresión 3D» se refería a la creación de prototipos de escritorio, mientras que «fabricación aditiva» describía procesos industriales de gran envergadura y aptos para la producción.
Hoy en día, las normas ISO/ASTM utilizan ambos términos como sinónimos. La distinción práctica sigue existiendo en el ámbito laboral: los ingenieros suelen utilizar «fabricación aditiva» (AM), el término genérico, al especificar piezas estructurales o de producción, mientras que «impresión 3D» sigue siendo el término cotidiano y más accesible. Esto aclara la duda habitual sobre la diferencia entre la impresión 3D y la fabricación aditiva.
Descubre más diferencias en nuestro WAAM frente al moldeo y la forja .
Cómo funciona la fabricación aditiva
Independientemente del material o la máquina concretos, el proceso de fabricación aditiva suele seguir un flujo de trabajo estándar de cinco pasos :
Diseño : Creación de un modelo CAD o un escaneo (STEP, STL, 3MF).
Corte / planificación de trayectorias : Utilizando software como MetalXL WAAM para convertir la geometría en instrucciones para la máquina (código G o equivalente).
Fabricación : La máquina deposita, sinteriza o cura el material capa a capa, tras lo cual se obtiene una pieza totalmente impresa.
Posprocesamiento : Tareas como la retirada de soportes, el tratamiento térmico, el acabado CNC y la inspección no destructiva.
Certificación : Comprobación de la pieza según sus especificaciones, lo que puede incluir controles dimensionales, mecánicos y químicos. Es importante tener en cuenta que nuestros materiales ya han sido homologados previamente y que las piezas se someten a un proceso de homologación independiente, con el fin de garantizar la máxima calidad.
Nota: En el caso de las piezas metálicas de gran tamaño, los pasos 3 a 5 difieren considerablemente de la impresión 3D de escritorio. Los sistemas industriales de fabricación aditiva, como WAAM, son células de producción integradas que cuentan con fuentes de alimentación para soldadura, movimiento robótico y supervisión en línea.
Las 7 categorías de la fabricación aditiva
La norma ISO/ASTM 52900 clasifica la fabricación aditiva en siete categorías de procesos distintas. Comprender estas categorías ayuda a determinar qué tecnología es la más adecuada para materiales y aplicaciones específicos.
| Categoría | Familia de procesos | Materiales habituales | Aplicaciones habituales |
| Inyección de aglutinante (BJT) | Agente aglutinante líquido sobre lecho de polvo | Metal, arena, cerámica | Moldes de fundición en arena, prototipos metálicos |
| Deposición por energía dirigida (DED) | La energía concentrada funde el material a medida que se deposita | Alambre metálico o polvo | Piezas de gran tamaño, reparaciones, recubrimientos (incluido el método WAAM) |
| Extrusión de materiales (MEX) | Termoplástico extruido a través de la boquilla | Polímeros, materiales compuestos | Creación de prototipos, piezas de polímero para uso final |
| Impresión por inyección de material (MJT) | Gotas de fotopolímero curadas por luz ultravioleta | Fotopolímeros, ceras | Prototipos de gran detalle, modelos médicos |
| Fusión por lecho de polvo (PBF) | El polvo se funde mediante un rayo láser o un haz de electrones | Metal, polímero | Soportes aeroespaciales, implantes médicos |
| Laminado de láminas (SHL) | Las láminas se unen y se cortan | Papel, metal, materiales compuestos | Herramientas especializadas, piezas híbridas |
| Fotopolimerización por VAT (VPP) | Resina curada por UV en un recipiente | Fotopolímeros | Joyería, odontología, miniaturas |
Inyección de aglutinante (BJT): Funciona depositando un agente aglutinante líquido sobre un lecho de polvo. Destaca por su rapidez y se utiliza a menudo para moldes de fundición en arena y prototipos metálicos.
Deposición por energía dirigida (DED): Utiliza energía concentrada para fundir el material, como alambre metálico o polvo, a medida que se deposita. Esta categoría incluye la WAAM (fabricación aditiva por arco con alambre), que es el subconjunto de la DED basado en alambre. Es ideal para piezas de gran tamaño, reparaciones y recubrimientos. Obtén más información en nuestra guía sobre ¿Qué es la WAAM? .
Extrusión de material (MEX): Consiste en extruir un termoplástico a través de una boquilla calentada. Se utiliza ampliamente para la creación de prototipos y la fabricación de piezas de polímero para uso final a partir de polímeros y materiales compuestos.
Inyección de material (MJT): Se depositan gotas de fotopolímero que se curan al instante mediante luz ultravioleta. Se utiliza para prototipos de gran detalle y modelos médicos en los que se emplean fotopolímeros y ceras.
Fusión en lecho de polvo (PBF): Utiliza un láser o un haz de electrones para fusionar polvo metálico o polimérico. Entre sus aplicaciones más habituales se encuentran los soportes aeroespaciales y los implantes médicos.
Laminado de láminas (SHL): Las láminas de material (papel, metal o material compuesto) se unen entre sí y, a continuación, se cortan. Este proceso se utiliza generalmente para herramientas especializadas y piezas híbridas.
Fotopolimerización en cubeta (VPP): Una resina fotopolimérica líquida contenida en una cubeta se polimeriza de forma selectiva mediante luz ultravioleta. Es muy apreciada para joyería, aplicaciones dentales y miniaturas.
Fabricación aditiva frente a fabricación sustractiva
La fabricación aditiva y la sustractiva suelen ser complementarias, más que competitivas. De hecho, la mayoría de las piezas industriales fabricadas mediante AM (parcialmente) se someten a un acabado sustractivo con CNC para alcanzar tolerancias finales precisas. A la hora de elegir entre la fabricación tradicional y la fabricación aditiva, una buena regla general es la siguiente: si una pieza fundida o forjada también requiere un mecanizado con CNC posterior, la fabricación aditiva será la mejor alternativa. Esto se debe, sobre todo, a la reducción de los plazos de entrega.
| Factor | Aditivo | Sustractivo |
| Punto de partida | Modelo 3D | Pieza de fundición o bloque |
| Desperdicio de material | ~5-10 % | 70-90 % |
| Coste de los moldes | €0 | Accesorios, utillaje |
| Libertad geométrica | Alto | Medio |
| Acabado superficial | A menudo es necesario un posprocesamiento | Eje con un excelente acabado de mecanizado |
| Plazo de entrega de las piezas nuevas | Días | Semanas (si se necesitan herramientas) |
| La mejor opción | Geometrías complejas, volúmenes bajos-medios | Características de precisión, gran volumen |
Ventajas de la fabricación aditiva
Aunque la fabricación aditiva ofrece ventajas significativas, es importante comprender en qué aspectos destaca y en cuáles resultan más adecuados los métodos tradicionales.
Ventajas principales:
Libertad de diseño: La fabricación aditiva permite la optimización topológica, la creación de canales internos y la realización de conjuntos consolidados.
Menor desperdicio de material: El desperdicio suele ser del 5-10 % en la fabricación aditiva, frente al 70-90 % en el mecanizado CNC.
Plazos de entrega más cortos: La producción tarda entre días y semanas, frente a los meses que se necesitan para la fundición o la forja de utillaje.
Producción bajo demanda/localizada: Elimina la dependencia de las herramientas.
Consolidación de piezas: Una sola pieza impresa puede sustituir a conjuntos de 250 componentes.
Reducción del peso: Posible gracias al uso de estructuras reticulares y a la optimización topológica.
Piezas de recambio para equipos antiguos: Se pueden fabricar sin necesidad de moldes.
Almacenes digitales: Ya no hace falta disponer de espacio de almacenamiento para guardar piezas de recambio. Basta con iniciar una nueva impresión cada vez que se necesite una pieza nueva.
Limitaciones y cuándo la medicina alternativa no es la solución
Las limitaciones varían considerablemente según la familia de procesos. Entre las limitaciones más comunes se incluyen:
El posprocesamiento es casi siempre necesario en el caso de las piezas industriales.
El acabado superficial rara vez alcanza la precisión del CNC tal y como sale de la impresora. Sin embargo, esto también puede ocurrir en la fabricación tradicional.
La certificación y la acreditación pueden ser un proceso lento en los sectores regulados o en aquellos que aún se están adaptando a la tecnología
La elección del proceso es fundamental: por ejemplo, el WAAM es adecuado para piezas metálicas de gran tamaño , el PBF es ideal para detalles finos y el MEX se utiliza habitualmente para la creación de prototipos de polímeros.
Aplicaciones industriales por sector
Diferentes categorías de AM atienden a a distintos sectores en función de sus requisitos específicos en cuanto a materiales y escala:
Energía (petróleo, gas, energía eólica, energía nuclear): La fabricación aditiva se utiliza para componentes sometidos a altas presiones, impulsores y piezas de recambio para infraestructuras antiguas.
Marítimo : Entre sus aplicaciones se incluyen hélices, piezas de timón y repuestos bajo demanda para embarcaciones. Más información sobre WAAM en el sector marítimo.
Defensa : Útil para la producción localizada, soportes y aleaciones de alto rendimiento.
Arquitectura y construcción : Utiliza la fabricación aditiva para nudos estructurales, elementos de fachada y trabajos en metal a medida.
Automoción : Utiliza principalmente la fabricación aditiva (AM) para la creación de prototipos, la fabricación de utillaje y la producción de piezas de alto rendimiento en series reducidas.
¿Qué lugar ocupa WAAM en el panorama de la radio AM?
La fabricación aditiva por arco con alambre (WAAM) es la variante basada en alambre de la deposición de energía dirigida (DED).
Al comparar procesos de deposición de material (DED), como el WAAM, con la fusión en lecho de polvo (PBF), la escala y la rentabilidad son los principales factores diferenciadores. El WAAM destaca en la producción a gran escala, ya que es capaz de imprimir piezas que van desde los 100 mm hasta más de 5 x 5 x 5 metros. Presenta velocidades de deposición de entre 2 y 15 kg/h, frente a las mucho más lentas de 0,1 a 0,5 kg/h típicas de los sistemas PBF.
Además, WAAM utiliza alambre de soldadura estándar (con un coste de entre 5 y 15 €/kg), lo que supone una enorme ventaja en cuanto al coste del material en comparación con los polvos metálicos atomizados (entre 50 y 200 €/kg).
Si una pieza necesaria supera las dimensiones de una cámara de fabricación estándar de PBF, si los plazos de entrega ajustados son fundamentales o si los costes de la materia prima suponen una parte importante del presupuesto, el WAAM suele ser el proceso de fabricación aditiva más rentable. MX3D se ha especializado desde 2014 en el suministro de estas piezas metálicas fabricadas mediante fabricación aditiva a gran escala para los sectores de la energía, el marítimo, la defensa y la arquitectura.
Descubre más sobre la tecnología WAAM que utilizamos en MX3D y cómo la aplicamos a nuestros productos y servicios, como la impresión bajo demanda las 24 horas del día, los 7 días de la semana con nuestros sistemas Metal AM M1 y MX.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la fabricación aditiva en pocas palabras?
La fabricación aditiva es un método de producción que permite crear una pieza física capa a capa a partir de un modelo digital en 3D, utilizando procesos como la fusión en lecho de polvo, la extrusión de material o la deposición por arco con hilo. Es el término industrial que se utiliza para lo que comúnmente se conoce como «impresión 3D en metal».
¿Cuál es la diferencia entre la impresión 3D y la fabricación aditiva?
Aunque a menudo se utilizan como sinónimos, el término «impresión 3D» se refiere históricamente a aplicaciones de escritorio o de creación de prototipos, mientras que el término «fabricación aditiva» suele referirse a procesos industriales a escala de producción.
¿Cuáles son las siete categorías de la fabricación aditiva?
Las siete categorías definidas por la norma ISO/ASTM 52900 son: inyección de aglutinante (BJT), deposición por energía dirigida (DED), extrusión de material (MEX), inyección de material (MJT), fusión en lecho de polvo (PBF), laminación de láminas (SHL) y fotopolimerización en cubeta (VPP).
¿Cuáles son las principales ventajas de la fabricación aditiva?
Entre las principales ventajas se incluyen una gran libertad de diseño, una reducción del desperdicio de material (entre un 5 % y un 10 %), plazos de entrega más cortos, la consolidación de piezas, la reducción del peso y la capacidad de fabricar piezas de repuesto bajo demanda para equipos antiguos.
¿En qué ámbitos de la industria se utiliza la fabricación aditiva?
Se utiliza ampliamente en diversos sectores, entre ellos el energético, el marítimo, el de defensa y el aeroespacial, la arquitectura y la construcción, el automovilístico y el médico.
