MolyWorks mejora las capacidades de producción de piezas aeroespaciales dignas de transporte aéreo

MolyWorks Materials Corporation (MolyWorks) se asoció con 3D Systems para satisfacer la demanda cada vez mayor de su crecimiento constante. La empresa adquirió la solución de impresión directa en metal (DMP) de 3D Systems para mejorar sus capacidades internas de producción de fabricación aditiva (AM) y, al mismo tiempo, ampliar su oferta para los clientes. 

Con un mayor volumen de impresión y una funcionalidad única de cámara de vacío, la solución DMP Flex 350 de 3D Systems ha aumentado la agilidad y la eficiencia de MolyWorks. Estas mejoras dinámicas han reforzado sus relaciones en desarrollo con clientes comerciales y agencias gubernamentales, incluido su compromiso más reciente con la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.

Los fabricantes de equipos originales aeroespaciales y de defensa buscan constantemente optimizar sus sistemas mediante la creación de componentes de vanguardia que puedan mejorar el rendimiento a través de la optimización del diseño. Con su tecnología única, capaz de reciclar metal de flujos de desechos existentes, MolyWorks ya ha producido 21 aleaciones para aplicaciones terrestres, aéreas, marítimas y espaciales. 

Para satisfacer las necesidades crecientes de sus clientes en un mercado aeroespacial altamente regulado, MolyWorks buscó al Grupo de innovación de aplicaciones de 3D Systems para ampliar y refinar sus capacidades internas de producción de metal por AM.

DMP es una tecnología de AM que utiliza capas delgadas de polvo metálico fundido por láseres de alta potencia para construir piezas metálicas complejas de alta calidad a partir de datos CAD en 3D. DMP proporciona una flexibilidad de diseño excepcional y las limitaciones geométricas de la fabricación tradicional no suponen un obstáculo para esta. Con DMP, los costos de fabricación de las piezas dependen mucho menos de su complejidad. Esto también puede aliviar obstáculos en la cadena de suministro al reducir la cadena de postprocesamiento.

Para encajar en su flujo de trabajo como productor de polvo metálico para piezas de calidad, MolyWorks necesitaba una solución de AM que fuera capaz de mantener niveles muy bajos de oxígeno. Esto ayuda a mantener la química de la aleación en las piezas terminadas. 

MolyWorks eligió DMP Flex 350 de 3D Systems por su arquitectura única de cámara de vacío, la cual puede mantener presiones parciales de oxígeno muy bajas (>25 ppm) fácilmente. Esto es de especial importancia para los componentes de aleación de titanio con tolerancias estrictas al oxígeno para controlar las propiedades mecánicas. Además de mantener un entorno de fabricación con muy poco oxígeno, la arquitectura de la cámara de vacío también reduce el consumo de argón y produce un acabado de la superficie excelente con detalles de gran precisión.

“Con su cámara de vacío única, podemos reducir nuestro proceso a cinco partes por millón de oxígeno dentro de la cámara. La DMP Flex 350 funciona en una clase diferente a las máquinas de la competencia al brindar un mejor control químico en las piezas terminadas y altos niveles de reutilización del polvo”, afirma Devin Morrow, director de AM de MolyWorks.

Antes de implementar la solución de 3D Systems, MolyWorks se veía limitada por un sistema de impresión 3D más pequeño.

Con la DMP Flex 350 de 3D Systems, MolyWorks puede facilitar iteraciones rápidas de diseño y de producto y la producción de componentes consolidados. El módulo de impresión extraíble (RPM) de la impresora de 3D Systems, el cual minimiza el tiempo de inactividad para la limpieza y el cambio de materiales, ha acelerado el proceso de producción y certificación de MolyWorks y ha acortado los ciclos de desarrollo. 

“La DMP 350 nos permite hacer prototipos a mayor escala y mucho más rápido”, indicó Morrow. “Si pasamos a una nueva aleación, no queremos que tarde semanas en volver a estar en línea. Con estas máquinas en las instalaciones, podemos imprimir 9 iteraciones diferentes de la misma pieza y rotarlas rápidamente”.

La DMP es ideal para producir componentes compactos con formas complejas o irregulares, canales internos, texturas de superficie compleja y retículas internas. 

3DXpert opera en modelos sólidos, directamente desde un proceso de diseño de ingeniería de rutina. No es necesario lidiar con archivos STL intermedios y problemáticos. La impresión 3D directa de una pieza desde un archivo CAD reduce drásticamente el tiempo desde el concepto hasta el diseño y la pieza fabricada sin perder la fidelidad de los detalles. La DMP Flex 350 de 3D Systems con el software 3DXpert de Oqton acompaña cada paso del flujo de trabajo de AM, desde el diseño hasta la preparación y el modelado de la impresión. 

Con 3DXpert, los ingenieros de MolyWorks pueden admitir la generación de estructuras, el diseño de retículas y el diseño generativo, todo dentro de la misma interfaz. Esta única solución de software brinda la capacidad de mezclar y combinar algunas de esas estrategias dentro de la misma pieza y guardarlas en un solo lugar, lo cual elimina la necesidad de varios paquetes de software.

“Poder pasar sin problemas del diseño y la optimización en 3DXpert a la producción con la DMP Flex 350 realmente nos ha ayudado a optimizar nuestro proceso”, aseguró Morrow.

La DMP Flex 350 tiene uno de los volúmenes de impresión más grandes disponibles en un sistema LPBF (Laser Power Bed Fusion) de marco medio (275 mm x 275 mm x 420 mm). Este mayor volumen de impresión, el cual supera el tamaño de la mayoría de los sistemas de la competencia, permite una flexibilidad total. Además de imprimir componentes grandes, el espacio se puede utilizar para imprimir varios componentes más pequeños o consolidar componentes en ensamblajes unificados más grandes y eficientes. 

Esta capacidad de producción interna ampliada ha ayudado a MolyWorks a expandir su negocio, incluidos compromisos con cinco agencias gubernamentales de EE. UU. y clientes comerciales fundamentales en cada uno de sus segmentos principales: salud, automotriz, aeroespacial, defensa, petróleo, y gas y energía.

“Con la unidad de 3D Systems, pasamos de hacer uno o dos componentes a impresiones completas con más de 10 componentes en una impresión”, indicó Eonta. “Estamos muy impresionados con la calidad de los componentes del tren de aterrizaje, los cuales producimos con esta impresora y se probarán para la aeronavegación, y esperamos con ansias abordar las aplicaciones adicionales”.