En la actualidad, la fabricación aditiva presenta aún una serie de retos que hacen que esta tecnología no suponga un peligro para los métodos de fabricación convencionales.
- Limitaciones de velocidad. Actualmente, excepto para algunas máquinas específicas, las velocidades constructivas son demasiado lentas para ser aceptables, si se necesita fabricar una gran cantidad de piezas en un plazo corto. Por ejemplo, las tecnologías de sinterización y fusión de metales en lecho de polvo, que suponen la mayoría de los sistemas que procesan metales, tienen velocidades que rondan los 10 cm3/ h.
- Limitaciones de tamaño. Otro aspecto que comparten la gran mayoría de los sistemas de fabricación aditiva es el reducido tamaño de las piezas que pueden fabricar, si se compara con las tecnologías convencionales. Aunque existen excepciones, son pocas actualmente, y esto supone un gran impedimento para que estas tecnologías alcancen el nivel de fabricar componentes estructurales complejos.
- Rango insuficiente de materiales. A mayores del gran problema económico que existe actualmente con el suministro y comercialización del material para las grandes impresoras industriales, desde el punto de vista técnico, la escasez de variedad de los dichos materiales contribuye actualmente en gran medida a que no se puedan emplear en todas las aplicaciones que se desearían dentro del sector. Aunque es cierto que existen actualmente encarnaciones en forma de polvo metálico de aleaciones de titanio, níquel, cobalto-cromo y aceros, la cantidad de aluminios es escasa así como la variedad de sus aleaciones.
- Capacidad de impresión multi-material limitada. Aunque quizá se pueda considerar relativamente el menor de los factores que suponen un reto técnico de la adopción de la fabricación aditiva en el sector, aun supone una gran relevancia. Si se tuviera dicha capacidad, se podrían fabricar directamente productos que actualmente deben ensamblarse y unirse empleando mano de obra y otros materiales y/o energía.
- Falta de consistencia en la calidad. El último gran reto quizá sea el más importante y lo que más reacio vuelve a los directivos de las empresas aeroespaciales a adoptar las tecnologías de impresión en tres dimensiones. No existe actualmente repetitividad ni consistencia en la calidad de una misma pieza que se fabrique no sólo en otra máquina, sino en la misma. Incluso para piezas más pequeñas que se pueden fabricar a la vez como parte de un lote, existen importantes variaciones entre los parámetros de calidad de unas con respecto a otras. No sólo esto, sino que el propio proceso y el material llevan a complicaciones difíciles de paliar o detectar actualmente como porosidades y otros daños en la microestructura del material que resultan en piezas propensas a fallos inesperados. El hecho de no disponer de sistemas de metrología e inspección, lo suficientemente sofisticados integrados en las impresoras que puedan ir garantizando la calidad de cada capa conforme se va depositando, hace que sea imposible obtener piezas de calidades consistentes, dentro de una cierta tolerancia con el estado actual de la tecnología en el mercado.
Para solucionarlos, el mayor esfuerzo investigador actual está encaminado a conocer profundamente los procesos y mecanismos que tienen lugar mientras se fabrican las piezas para las distintas tecnologías de impresión que existen. Una vez identificadas, y con un conocimiento mucho mayor de los procesos que ocurren, se podrán desarrollar sistemas automatizados de monitorización que controlen los parámetros y variables relevantes del proceso para así llegar a producir piezas cuya calidad sea, dentro de un cierto rango de incertidumbre admisible, consistente, como ocurre con las tecnologías de fabricación tradicionales.
Fonte: Estado del arte de la fabricación aditiva - Oportunidades Industria 4.0 en Galicia