Entramado impreso en 3D

Diseño para la fabricación aditiva con estructuras entramadas

Publicado por Equipo de 3DP de Lubrizol el 08/18/2021

En la impresión 3D, el diseño ya no está más limitado al proceso de producción. El diseño para la fabricación aditiva (DfAM) proporciona varios beneficios al desarrollo de productos y a su producción, ya que permite crear piezas complejas con formas intrincadas. Estos beneficios quedan expuestos a través de la formación y del uso de estructuras entramadas para la fabricación aditiva, lo que permite mejorar la optimización estructural y el diseño funcional.

¿Qué son las estructuras entramadas?

Hay varios tipos de estructuras entramadas con estética y características distintivas. Las estructuras entramadas, inspiradas en las estructuras de cristales halladas en la naturaleza, tienen más que una función decorativa. Los entramados consisten en redes de secciones en cruz que constan de celdas, nodos y vigas, que a su vez proporcionan a los ingenieros de producto la capacidad de construir estructuras optimizadas y reforzadas. Debido a sus elementos inherentemente pequeños, los entramados son prácticamente imposibles de construir con la fabricación tradicional. 

En la fabricación aditiva, los ingenieros de diseño utilizan estructuras entramadas para crear productos innovadores con un mayor rendimiento.

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Ventajas de las estructuras entramadas con impresión 3D

Las estructuras entramadas con impresión 3D proporcionan muchas ventajas mecánicas. La reducción del peso y, a la vez, la conservación de la integridad estructural son tal vez los beneficios más importantes y los motivos principales por los cuales los ingenieros de diseño utilizan estructuras entramadas para optimizar las piezas con impresión 3D. Las estructuras entramadas les permiten a los ingenieros incrementar el área de superficie total, así como distribuir material de la manera más efectiva que sea posible desde el punto de vista estructural, lo que posibilita producir piezas livianas con una relación peso-resistencia optimizada.

La naturaleza personalizable de los entramados también otorga la capacidad de refinar los diseños para cumplir con los requisitos de las aplicaciones, lo que permite obtener un mayor control sobre la amortiguación y la rigidez. Al ajustar el grosor y la posición de secciones de entramado, los ingenieros pueden distribuir las fuerzas de impacto o utilizar elementos que funcionen como auxiliares para proteger partes críticas de un producto. De manera similar, los diseñadores de productos pueden integrar características para mejorar el desempeño ante las vibraciones, así como el desempeño de la amortiguación de ruidos.

La capacidad de las estructuras entramadas de desbloquear una gran cantidad de área de superficie también beneficia la disipación de calor. Debido a que las estructuras entramadas cuentan con secciones transversales ahuecadas, el calor puede disiparse más rápido y de manera más uniforme. Este incremento en eficiencia puede implementarse en diversas aplicaciones de intercambiadores de calor, en las que elementos pequeños con grandes áreas de superficie son difíciles o prácticamente imposibles de producir sin la fabricación aditiva. 

Junto con el diseño, la selección de materiales determina qué propiedades de entramado son posibles. Si se opta por un material de impresión 3D elastomérico, como ESTANE® 3D TPU M95A, para fabricar piezas con estructuras entramadas, se podrá reducir el peso de las piezas sin comprometer su flexibilidad y resistencia. Este atributo es increíblemente valioso en las industrias de embalaje, equipos de protección y calzado. Usar una estructura entramada TPU en una mediasuela o suela de calzado puede mejorar el flujo de aire, el retorno de energía y la recuperación de compresión. Por ejemplo, un entramado podría utilizarse alrededor de componentes electrónicos o dentro de ellos para protegerlos de incidentes dinámicos, como las tan comunes caídas accidentales.

Creación de estructuras entramadas 

En virtud de la capacidad de la impresión 3D de producir formas extremadamente complejas, se espera cada vez más que los ingenieros de producto incorporen en sus diseños técnicas basadas en la optimización. Si bien el software CAD desempeña un papel importante en el desarrollo de estructuras entramadas, estos modelos tienden a estar limitados a figuras de base y perímetro, así como a tener restricciones de límite. Para superar estas restricciones, una herramienta específica de generación de entramados o un programa de diseño generativo pueden ayudar a aprovechar las nuevas posibilidades de diseño para optimizar las piezas. Avid Product Development, parte del negocio de soluciones de impresión 3D de Lubrizol, utiliza nTopology para diseñar estructuras entramadas. nTopology posibilita controlar por completo todos los aspectos de la forma y agrega valor, ya que incorpora optimización de topología en el diseño de las piezas de impresión 3D con entramados.

Si desea obtener información acerca de cómo el diseño para la fabricación aditiva y las estructuras entramadas pueden beneficiar a su negocio, póngase en contacto con uno de los expertos en diseño de impresión 3D de Avid. O bien, para obtener información adicional sobre cómo las soluciones de impresión 3D de Lubrizol pueden satisfacer sus necesidades de desarrollo de aplicaciones, contáctenos.

 

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Equipo de 3DP de Lubrizol

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