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Impresión 3D en fibra continua de carbono: El drone de Sigma Ingegneria

Impresión 3D en fibra continua de carbono: El drone de Sigma Ingegneria

julio 29, 2019 in Noticias, Noticias

Impresión 3D en fibra de carbono continua: resistencia y ligereza

Sigma Ingegneria, empresa con sede en Lucca, Italia, se dedica principalmente al sector industrial. Ofrece diversos servicios, entre los que se incluyen, por ejemplo, el análisis estructural, la optimización topológica, el diseño generativo, la dinámica de fluidos, la automatización, la mecatrónica, así como el desarrollo de maquinaria ad hoc de acuerdo con las especificaciones del cliente. Sigma también dispone de una línea propia de drones para diversas necesidades (agricultura de precisión, vigilancia, mantenimiento). La empresa también desarrolla diversas tecnologías para los sectores de investigación y defensa.

Es una empresa de rápido crecimiento con más de 25 empleados: cuenta con un departamento de ingeniería compuesto principalmente por ingenieros aeroespaciales, un departamento de diseño industrial y un taller.

Hablemos de la impresión 3D con Simone Giusti,

CEO de Sigma Engineering

¿Hace cuánto tiempo nació vuestro interés por la impresión 3D? ¿Cómo y para qué productos?

“Nuestro interés en la fabricación aditiva comenzó en el 2014, con la necesidad de producir componentes para nuestras máquinas. A lo largo de los años hemos ampliado nuestro know-how centrándonos en la optimización topológica y el diseño generativo; lo que nos ha permitido crear una familia de drones fabricados gracias a la fabricación digital. Tenemos asociaciones continuas con líderes del mercado como HP, Autodesk y 3DZ.

¿Utilizan un servicio de impresión o han comprado una o más máquinas? ¿Cuáles?

“La mayoría de nuestras necesidades se satisfacen con dos máquinas Markforged (Mark Two) que, debido a su capacidad de imprimir objetos de fibra continua, nos permiten producir componentes estructurales. Ahora utilizamos las dos impresoras 3D a diario. Cuando necesitamos imprimir objetos optimizados con formas muy orgánicas, confiamos en servicios externos.

La impresora Markforged Mark Two es capaz de fabricar prototipos y productos acabados en nylon, reforzándolos con materiales compuestos como fibra de carbono, fibra de vidrio y kevlar. Esto nos permite aprovechar la flexibilidad de la impresión en 3D, pero al mismo tiempo garantizar impresiones con una resistencia considerable.

Sr. Pardini, ¿cuáles son las ventajas de la impresión 3D en términos de tiempo, coste y flexibilidad?

“Podemos decir que la impresión 3D ha hecho de nuestra empresa una verdadera micro-fábrica. De hecho, muchas de las actividades y procesos que antes exigíamos a nuestros proveedores ahora pueden llevarse a cabo internamente. Las ventajas en términos de tiempo, logística y costes son tangibles.

“Específicamente, me gustaría darles el ejemplo del soporte del motor de nuestros drones equipados con hélices contrarrotativas.

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Este soporte tiene dos carcasas en las que se atornillan los motores, y dos carcasas para circuitos ESC que se utilizan para ajustar la velocidad de rotación de las hélices. Los ESCs están situados debajo de las hélices para asegurar una refrigeración adecuada. Y la parte trasera del soporte tiene un asiento donde se coloca el tubo de carbono.

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“Gracias al diseño generativo es posible optimizar la estructura reticular del soporte y obtener geometrías que minimizan el consumo de material y maximizan el rendimiento estructural de la pieza. Pero sería imposible hacer una pieza con una geometría tan compleja con métodos de producción tradicionales: sólo se puede hacer imprimiéndola en 3D. La impresión en fibra de carbono continua nos permitió obtener un ahorro en el consumo de material del 37% y el mejor rendimiento en los laterales.

En concreto, ¿cuánto tiempo dura la impresión 3D de esta pieza? ¿Y cuánto te cuesta?

La impresión de esta pieza dura 25 horas y sólo cuesta menos de 40,00 € en materiales.

La impresión 3D se utiliza debido a la alta complejidad geométrica de la pieza, que sería imposible de producir con otros métodos de producción.

¿Puede decirnos por qué optó por una impresora Markforged?

Elegimos esta impresora porque necesitábamos un producto que nos permitiera conseguir unas características estructurales muy altas de las piezas. Para continuar con el ejemplo concreto de este extremo en el que se sitúan los motores de nuestros drones, gracias a la fibra de carbono continua hemos podido desarrollar un componente de sólo 67 gramos que puede soportar más de 20 kg de empuje por brazo! Este resultado no habría sido posible con piezas fabricadas con impresoras de otros competidores.

¿Puede describirnos mejor en qué fase del proceso utiliza la impresión en 3D? ¿Qué desarrollos prevé en el futuro en el uso de esta tecnología en su caso?

“Utilizamos la tecnología FDM para producir componentes pequeños. Los cortos plazos nos permiten iterar con agilidad y definir el producto final a un coste menor. En el futuro, también nos gustaría llevar a cabo todos los procesos dentro de la empresa que hoy tenemos que confiar a otros. Con las impresoras de polvo, por ejemplo, también nos gustaría producir objetos con formas orgánicas, o incluso producir directamente en la empresa incluso grandes componentes u objetos metálicos.

Y, en términos más generales, ¿cuál es su percepción de los desarrollos de la impresión 3D?

“La impresión 3D y la digitalización de los procesos de producción han llevado a una verdadera revolución industrial. Y Sigma Ingegneria quiere ser parte activa de esta innovación, ofreciendo a sus socios servicios de consultoría, diseño para la fabricación de aditivos, análisis FEM y asistencia integral”.

¿Cómo se desarrolló la colaboración con 3DZ? Además de la máquina, ¿qué tipo de servicios le proporcionó?

“Nuestra asociación con 3DZ comenzó en 2017, cuando compramos las dos impresoras Markforged. Gracias al apoyo de 3DZ, hemos podido tomar decisiones estratégicas en el ámbito de la fabricación y hemos ampliado nuestra red de socios.

El testimonio de Stefano Giacometti,

Director Comercial 3DZ Toscana:

“El proceso de toma de decisiones que llevó a Sigma Ingegneria a invertir en la tecnología Markforged fue relativamente rápido, ya que la ventaja tecnológica de Markforged sobre otras soluciones FDM en el mercado se hizo evidente de inmediato. La singularidad de la marca Markforged patentada en la deposición de fibra de carbono continua, Kevlar y fibra de vidrio ha permitido finalmente producir piezas moldeadas en 3D funcionales con propiedades mecánicas superiores a las de las aleaciones metálicas como el aluminio, con tolerancias cercanas a la décima de milímetro, con acabados superficiales lisos y a costes extremadamente competitivos.

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La tecnología Markforged tiene características únicas en el mundo de la impresión 3D, y está acompañando a más y más empresas de todo el mundo hacia una nueva forma de producción: desde el mecanizado tradicional CNC, tornos, fresas o moldes de plástico, hasta la impresión funcional en 3D.

¿Tiene previsto aumentar la flota de maquinaria en un futuro próximo? En caso afirmativo, ¿con qué objetivo?

“Como ya he dicho, nuestro objetivo sería cubrir todo el espectro de la producción de aditivos, desde los polímeros hasta los metales, para llevar a cabo todos aquellos procesos que se pueden conseguir directamente en la empresa gracias a la impresión 3D”. Queremos convertirnos en una verdadera microfábrica, para ofrecer un servicio cada vez más completo”.

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