La tecnología NPJ de XJet permite la impresión 3D de cerámica y metal sin polvo
Según el Reporte Wohlers publicado en 2023, el mercado de bienes y servicios de fabricación aditiva ha experimentado un crecimiento de alrededor del 18,3%. Esto confirma no sólo la continua recuperación del mercado tras la pandemia, sino también la creciente importancia del sector. Entre las distintas tecnologías existentes, las que utilizan metal y cerámica han crecido con especial rapidez. De hecho, según un informe de AMPOWER, el mercado de la fabricación aditiva de metal está valorado actualmente en más de $3.000 millones, con un crecimiento previsto del 26,1% CAGR. Mientras tanto, se espera que la impresión 3D de cerámica tenga un valor de $400 millones en 2032, un aumento siete veces mayor desde 2020.
No obstante, siguen existiendo barreras para la adopción de la impresión 3D de metal y cerámica. En particular, las que reflejan el uso de polvo y pastas, que constituyen la mayor parte de la fabricación aditiva cerámica y metálica. Esto no sólo genera residuos, sino que también requiere un postratamiento considerable. Por no hablar de que la manipulación y el procesamiento de estas materias primas a lo largo del proceso de fabricación plantean varias carencias inherentes que repercuten en la adopción. Esto se refiere especialmente al hecho de que es necesario tratar directamente con materiales peligrosos y láseres, así como con la eliminación y el reciclado manual y prolongado del polvo. Afortunadamente, las tecnologías alternativas están dando respuesta a esta preocupación. El fabricante israelí XJet es conocido por su tecnología NanoParticle Jetting™ (NPJ), que utiliza tintas en lugar de polvo, lo que permite obtener piezas con altos niveles de detalle, acabado y precisión. Hemos estudiado a fondo cómo funciona exactamente esta tecnología.
La solución NPJ de XJet.
How Does NPJ Work?
La tecnología NPJ de XJet es única entre los procesos de impresión 3D de metal y cerámica. Normalmente, la fabricación con cualquiera de estos materiales requiere el uso de polvo suelto o pastas. Sin embargo, se puede afirmar que el proceso de fabricación en la mayoría de estas tecnologías implica esparcir el material suelto antes de unir o sinterizar la capa.
Este no es el caso con NPJ; a pesar de utilizar cerámicas y metales, la tecnología se engloba dentro de los métodos de inyección de material. A diferencia de la inyección de aglutinante, este método funciona mediante el chorreado del material, eliminando la necesidad de polvo. En este caso, XJet lo hace desarrollando tintas que contienen nanopartículas sólidas dispersas de metal o cerámica que se inyectan en la bandeja de construcción para fabricar la pieza. El proceso se ha diseñado para que sea fácil de usar; no sólo las tintas vienen en cartuchos sellados, sino que los usuarios pueden imprimir varios materiales a la vez, incluido un material de soporte soluble que puede retirarse fácilmente. Además, todo el proceso se ha optimizado y automatizado para simplificarlo, dando lugar a lo que XJet denomina «Imprimir-Lavar-Sinterizar». A diferencia de muchos otros procesos disponibles, éste sólo requiere tres pasos, lo que reduce las barreras de entrada.
La tecnología NPJ puede utilizarse para crear piezas de metal y cerámica extremadamente detalladas.
Ventajas de los procesos sin polvo frente a la fabricación aditiva convencional
Un proceso sin polvo ofrece varias ventajas sobre la fabricación aditiva de cerámica y metal más tradicional, más allá de la facilidad de uso. En primer lugar, el hecho de no depender del polvo hace que el proceso sea más seguro para los usuarios. Esto se debe a que trabajar con polvo requiere equipo de seguridad, ya que puede ser peligroso si entra en los pulmones.
Además, el proceso es más sostenible. Aunque la impresión 3D se suele considerar más respetuosa con el medio ambiente porque utiliza menos material, el proceso sigue generando residuos. La tecnología NPJ de XJet casi elimina esos residuos. En primer lugar, las estructuras de soporte se fabrican con un material soluble que puede lavarse, eliminando la necesidad de material de soporte manual. Además, la sinterización necesaria se realiza a una temperatura más baja y en menos tiempo, lo que aumenta las ventajas medioambientales y reduce la contracción, un problema crítico en la fabricación aditiva.
El interior de la máquina sin polvo de XJet.
Por último, gracias a la naturaleza de la tecnología, las piezas fabricadas tienen una mayor resolución y son de mayor calidad, especialmente en términos de rugosidad de la superficie y propiedades de la pieza acabada. Todo el proceso se automatiza sin apenas intervención manual, lo que permite simplificar la producción de piezas de metal y cerámica, algo especialmente importante cuando se trata de adoptar la fabricación aditiva para aplicaciones de uso final.
De hecho, la tecnología puede utilizarse incluso para complementar la fabricación tradicional de cerámica. CeramTec, líder mundial en fabricación de cerámica técnica, adquirió recientemente la solución de Xjet como parte de una planta de fabricación aditiva dedicada. El objetivo de la empresa es ampliar su capacidad tradicional con impresión 3D avanzada, abriendo así nuevas aplicaciones y mercados. Puedes obtener más información sobre la tecnología NPJ y XJet aquí.
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*Créditos de todas las fotos: XJet
