Greenstone-Tech y sus socios publican una investigación innovadora sobre la fabricación híbrida aditiva-sustractiva en el diseño asistido por ordenador.
18 de mayo de 2023
Greenstone-Tech, junto con seis instituciones académicas y de investigación, publicó recientemente un artículo conjunto en la prestigiosa revista internacional Computer-Aided Design titulado “Desafíos en la optimización topológica para la fabricación híbrida aditiva-sustractiva: una revisión”. El estudio presenta los últimos avances de investigación en el campo de la fabricación híbrida aditiva-sustractiva (HASM).
¿Qué es la fabricación híbrida aditiva-sustractiva (HASM)?
La fabricación híbrida aditiva-sustractiva (HASM, por sus siglas en inglés) es una tecnología de fabricación revolucionaria que combina las ventajas de la fabricación aditiva (impresión 3D) y la fabricación sustractiva (mecanizado CNC). Este enfoque permite la producción eficiente de componentes de formas complejas en una sola operación.
Si bien HASM destaca en la producción de geometrías complejas, aún enfrenta desafíos en el procesamiento de piezas mecánicas más simples, principalmente debido a los costos relativamente más altos y la limitada eficiencia económica.
Enfoque de investigación de Greenstone-Tech: Optimización de la topología en HASM
Para abordar estos desafíos, Greenstone-Tech y sus socios se centraron en el diseño y la optimización de procesos para HASM . Su investigación se concentró en:
- Optimización de la estructura mecánica: Crear diseños que no solo sean más ligeros, sino también funcionalmente superiores a los productos convencionales.
- Enfoque de sistema integrado: Combinación de diseño de producto, control de software, fabricación aditiva y acabado sustractivo en un flujo de trabajo integrado.
- Procesamiento híbrido en una sola máquinaLos procesos aditivos permiten obtener formas casi definitivas, mientras que los procesos sustractivos garantizan un acabado preciso y una buena calidad de la superficie.
Esta integración elimina los errores causados por la transferencia de piezas entre varias máquinas, aumenta la precisión de la fabricación, mejora la eficiencia, ahorra espacio en el taller y reduce los costes generales de producción.
Avances clave en la investigación
El artículo publicado aborda dos desafíos fundamentales en la optimización de la topología de HASM:
- Restricciones de tensión y deformación residuales: Desarrollar métodos para optimizar la topología considerando la tensión residual y la deformación.
- Accesibilidad de las herramientas en procesos híbridos: Presentar estrategias de planificación que garanticen que las herramientas de mecanizado sustractivo puedan acceder eficazmente a las geometrías complejas creadas mediante la fabricación aditiva.
El equipo propuso metodologías innovadoras y soluciones técnicas, ofreciendo una guía importante para futuras investigaciones en la optimización de HASM.
Logros tecnológicos de Greenstone-Tech en HASM
Greenstone-Tech ha logrado importantes avances en la fabricación híbrida, incluyendo el desarrollo de equipos y sistemas de software HASM propios . Estas innovaciones mejoran significativamente la eficiencia y la precisión de la fabricación aditiva y ya se han aplicado a escala industrial.
Los puntos fuertes clave incluyen:
- Gran capacidad de diseño de productos y desarrollo de procesos avanzados, lo que permite la personalización para aceros de alta resistencia, superaleaciones, aleaciones de titanio y más.
- Centros de fabricación híbridos de cinco ejes pioneros: El primero de su tipo en China, y uno de los más avanzados a nivel mundial.
Centro de fabricación híbrida aditiva-sustractiva de cinco ejes
El centro de mecanizado híbrido de cinco ejes de la empresa es altamente integrado, compacto y de rendimiento estable. Sus características principales incluyen:
- Procesamiento de superficies complejas: Capaz de imprimir en 3D y fresar geometrías complejas con alta precisión.
- Sistema de alimentación de polvo doble: Admite la dosificación tanto de polvos individuales como de polvos mezclados, lo que resuelve los problemas de conformado y precisión en piezas complejas.
- Propiedades mecánicas superioresProduce componentes con excelente resistencia y durabilidad.
- Alta utilización de materialesReduce significativamente los residuos y disminuye los costes de producción, lo que lo hace idóneo para industrias de precisión como la aeroespacial, la automotriz y la de equipos energéticos.
Impacto en la industria y perspectiva futura
Las innovaciones de Greenstone-Tech representan un gran avance en la fabricación híbrida aditiva-sustractiva. Al combinar la optimización del diseño, equipos avanzados y aplicaciones industriales, la empresa impulsa la próxima generación de fabricación inteligente.
De cara al futuro, HASM seguirá desempeñando un papel transformador en:
- Reparación y remanufactura de componentes de alto valor.
- Diseño de piezas ligero y de alto rendimiento
- Digitalización industrial y fabricación ecológica
Thomas Tong
Thomas Tong, Director de Ingeniería de Equipos de Revestimiento Láser y Experto en Integración de Sistemas Industriales de Greenstone, se especializa en el desarrollo de equipos de procesamiento láser, la integración de la fabricación, los sistemas de automatización y la implementación de soluciones industriales llave en mano. Con una amplia experiencia en ingeniería de equipos industriales y sistemas de fabricación avanzados, Thomas lidera el diseño, la integración y la optimización de las plataformas de equipos de revestimiento láser de Greenstone, incluyendo sistemas robóticos de revestimiento láser, sistemas de procesamiento multieje, soluciones de producción automatizadas y equipos industriales personalizados. Su experiencia abarca todo el proceso de desarrollo de equipos, desde el diseño de la estructura mecánica, la integración del sistema láser, la coordinación del control de movimiento, la ingeniería eléctrica, la programación de la automatización y la puesta en marcha final.