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Impresión 3D - Fabricación aditiva
Con los transportadores de vacío Piab piFLOW, el polvo de producción puede entregarse fácilmente a los sistemas de impresión 3D en la cantidad necesaria, sin que los empleados sufran ningún tipo de contaminación por partículas

Manejo seguro del polvo para la fabricación aditiva

Redacción Interempresas08/11/2019
Hoy en día, todo el mundo habla de la fabricación aditiva o de la impresión en 3D como una de las tecnologías del futuro para satisfacer la creciente demanda de productos personalizados. Originalmente utilizado como una solución más simple en la creación de prototipos, cada vez se producen más piezas únicas utilizando esta tecnología. Pero si bien establece estándares en la realización de productos, muchos de los pasos del proceso siguen siendo manuales. Esto incluye, en particular, la carga del equipo de producción con el correspondiente plástico o metal en polvo. Se necesita un diseño ergonómico del lugar de trabajo para evitar el dolor de espalda de los empleados que manipulan el peso de los contenedores, así como la exposición a las partículas.
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Con los sistemas de transporte por aspiración piFLOW de Piab, el transporte de polvos para la fabricación aditiva es una apuesta segura.

El uso de la tecnología de transporte por aspiración puede ayudar a proteger a las personas, el producto en sí y el medio ambiente. Como proveedor de la industria farmacéutica, química y alimentaria, Piab se enfrenta a este problema a diario y cuenta con 40 años de experiencia. En consecuencia, el transportador de vacío piFLOW se desarrolló como un sistema cerrado para resolver este problema. Los filtros en el transportador de vacío, así como los filtros de aire de escape adicionales en la bomba de vacío, evitan que el polvo fino entre en el sistema en el espacio de trabajo y, por lo tanto, que los empleados entren en contacto con estas sustancias. Esto garantiza un entorno de trabajo limpio en el que la carga sanitaria se reduce en la medida de lo posible. Al mismo tiempo, el polvo está protegido contra la contaminación por influencias ambientales con la correspondiente pérdida de calidad.

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La bomba de vacío de alto rendimiento de piFLOW garantiza un flujo de material continuo incluso a altas densidades de material.
El uso de polvos metálicos en la fabricación aditiva plantea retos particulares, empezando por la alta densidad aparente. Los polvos metálicos pueden pesar hasta ocho kilogramos por litro (kg/l), mientras que los polvos en el sector farmacéutico o alimentario suelen pesar entre 0,8 y 1,2 kg/l. Esto requiere sistemas de vacío mucho más potentes para mantener el polvo metálico en movimiento. Al mismo tiempo, sólo se necesitan cantidades relativamente pequeñas para un proceso de producción, generalmente no más de 100 kilogramos por hora, es decir, 12,5 l de volumen transportado. Debido a la alta densidad aparente y al gran filtro en el sistema, así como al filtro de aire de escape adicional requerido, se requiere una bomba de vacío de gran tamaño para alcanzar la potencia de aspiración necesaria. El tiempo de producción en el proceso de impresión 3D es relativamente largo y los tiempos de transporte activos son bajos. Gracias a la parada automática de la bomba de vacío en reposo, el transportador de vacío piFLOW es muy eficiente desde el punto de vista energético, especialmente si se compara con bombas mecánicas, que deben seguir funcionando en vacío. Por lo tanto, los costes de energía para la entrega y el llenado automatizados siguen siendo bajos. Alternativamente, también es concebible que el transportador de vacío en un La plataforma móvil alimenta varias impresoras 3D que utilizan el mismo polvo.
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Filtros compatibles con ATEX para polvos extra finos utilizados en la industria de la impresión 3D.
La protección contra explosiones también debe tenerse en cuenta en la producción de polvos metálicos, ya que éstos están generalmente sujetos a las normas ATEX. Para la configuración de un transportador de vacío adecuado, esto significa que deben utilizarse juntas y filtros adecuados y que deben tenerse en cuenta puntos de conexión a tierra adicionales. Todas las piezas de plástico y goma de la versión ATEX están fabricadas con caucho nitrílico butadieno antiestático (NBR). En principio, todos los polvos y gases relevantes para ATEX pueden ser transportados en los transportadores al vacío siempre y cuando no sean sometidos a carga electrostática bajo una atmósfera gaseosa y no excedan una resistencia de volumen específica.

El transporte por aspiración transporta el polvo en la corriente de aire. Otra peculiaridad en el transporte de polvos metálicos es que normalmente se transportan bajo atmósfera de gas inerte, normalmente nitrógeno o argón. Esto significa que estos gases tienen que ser introducidos en el sistema, lo que requiere un control muy complejo. En el centro de pruebas interno de Butzbach, Piab lleva a cabo sus propios experimentos de transporte de nitrógeno y, junto con el cliente, desarrolla un proceso de transporte por vacío adaptado al polvo utilizado.

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La impresión 3D de componentes de alta calidad requiere el procesamiento de los polvos más finos.
Además del transporte del nuevo polvo, los transportadores de vacío también se utilizan para devolver el exceso de polvo de la producción al ciclo de producción. En este caso, el polvo restante se absorbe por medio de una varilla de succión con la bomba de vacío del transportador y vaciado a través de un tamizar en un recipiente. Desde allí, el polvo se devuelve al ciclo de producción a través del transportador de vacío a través de una manguera. De esta manera, se cierra el ciclo, se ahorran recursos y se evita el desperdicio. Este reduce los costes y protege el medio ambiente.
Los transportadores de vacío piFLOW de Piab están diseñados para ser fáciles de desmontar y volver a montar para su limpieza y mantenimiento. En una atmósfera de gas inerte, debe garantizarse que estos gases no escapen a la atmósfera, tanto por razones de coste como de seguridad laboral. Piab está trabajando actualmente en enfoques para desarrollar soluciones apropiadas que permitan un cambio rápido de un polvo metálico a otro en un proceso de producción flexible.

La integración de los sistemas de transporte por vacío piFLOW en Industria 4.0 es otro tema de desarrollo en Piab. Éstos se agrupan bajo la marca de producto piSMART y se acoplan a la bomba de vacío utilizada. Además de un enlace I/O, capacidad de nube y la capacidad de preajuste, Piab está desarrollando actualmente un proceso de autoajuste específico para el área de transporte por aspiración. Como resultado, los transportadores de vacío en cadenas de proceso completamente automatizadas deben ajustarse independientemente a diferentes requerimientos, para optimizar el ciclo de transporte...

Para el propio Piab, la fabricación aditiva como tecnología de producción es muy interesante. Ya hoy en día se producen pinzas personalizadas para la manipulación de bolsas en el envasado de alimentos. En En particular, el potencial de construcción ligera es una gran ventaja para las aplicaciones Cobot, además de la posibilidad de diseño individual.

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Piezas metálicas de impresión en 3D: fabricación rápida y económica de piezas de muestra personalizadas.