10.7: Sheet
Lamination
La laminación de hojas es una
tecnología de impresión 3D que usa material en hojas que se cortan con la capa
necesitada y se unen entre sí mediante algún mecanismo. Las hojas pueden ser de
metal, de papel o de algún tipo de polímero, y su principal ventaja es que no
necesita de altas temperaturas ni de cámaras estancas para su funcionamiento.
Las dos tecnologías que usan este sistema son LOM (Laminated Object
Manufacturing) y UAM (Ultrasonic Additive Manufacturing), también
conocida como UC (Ultrasonic Consolidation).
Laminated Object
Manufacturing
Figura 105: Esquema
de fabricación con tecnología LOM (Laminated Object Manufacturing).
Laminated object Manufacturing es la tecnología más común de las dos, y se emplea
fundamentalmente en papel recubierto con adhesivo, plástico o un fino laminado
metálico. Su funcionamiento es el siguiente: desde un rodillo de material en
bruto se va proporcionando cada hoja de material, hasta situarla encima de la
plataforma. Una vez en la posición adecuada, se empuja hacia abajo con la ayuda
de un rodillo. La capa así construida se une a las anteriores en una
combinación de fuerza mecánica y adhesivo. Con ayuda de un láser (u otro dispositivo
cortador tipo CNC) se corta el detalle de esa capa. Se desplaza entonces la
plataforma ligeramente hacia abajo y se continúa con la siguiente capa hasta
finalizar el objeto fabricado. El material sobrante se va enrollando en un
rodillo de salida para su posterior deshecho o reciclaje.
Existen variantes de esta tecnología
en la que se emplea papel normal (por ejemplo, hojas en DIN-A4 / DIN-A3) y se
va guiando cada hoja hasta el punto adecuado; se corta la capa, se añade un
spray adhesivo y se continúa con la siguiente hoja.
Una de sus ventajas es la posibilidad
de imprimir diseños en gran tamaño, al poderse fabricar a temperatura ambiente
y sin costosas cámaras de vacío.
El material más usado es el papel, lo
que hace esta tecnología atractiva por su precio. También, aunque en menor
medida, se usan plásticos y metales.
Finalmente, otra de sus posibles
ventajas es que necesita menos soportes, puesto que el papel tiene un peso muy
bajo, salvo para situaciones de geometrías realmente extremas.
El inconveniente es que su nivel de
precisión es bajo y, en general, los terminados son más bastos que los de otras
tecnologías, por lo que suele emplearse para prototipos iniciales, maquetas y
similares, pero no para objetos que requieran alto detalle o tengan una geometría
complicada.
Ultrasonic Additive Manufacturing
Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM) es una técnica de laminación de hojas en la cual se unen
hojas metálicas: pero en lugar de usar adhesivos químicos o fundir el metal,
logra la unión de las capas mediante ultrasonidos. El funcionamiento es el
siguiente: cada hoja metálica se extiende sobre la base anterior, se le aplica
una presión y mediante un sonotrodo se genera una oscilación ultrasónica
que es la que consigue una “soldadura ultrasónica” de estado sólido, moviendo
las moléculas de ambos materiales provocando que éstas se fundan. Una vez unida
esta capa, mediante una fresa CNC se corta la misma, para conseguir la forma
requerida, y se continúa con la siguiente capa.
Figura 106: Esquema
de funcionamiento de la tecnología UAM.
Su ventaja es la posibilidad de
imprimir metales a temperatura ambiente y sin tratamientos químicos, por lo que
puede usarse en combinación con elementos electrónicos embebidos u otros
elementos (por ejemplo, plásticos) sensibles al calor, además de usar menos
energía que con otras tecnologías metálicas. Puesto que no se calienta el
material, este no sufre alteraciones en cuanto a sus propiedades elementales.
Se suele emplear así en combinación con otras técnicas sustractivas de
fabricación.
Otra de sus ventajas es la capacidad
de imprimir con metales distintos difíciles de combinar en otras tecnologías,
por tener puntos de fusión muy distintos.
Al tener la fase final de fresado
CNC, se puede conseguir una superficie lisa, sin escalones entre las capas como
ocurre en otras tecnologías
Como inconveniente, la tecnología UAM
necesita un tiempo significativo y la fase de CNC genera residuos al igual que
una tecnología pura de fabricación sustractiva.
Debido además a la presión que ejerce
entre las capas, tampoco es adecuada para estructuras de geometrías complejas o
que necesiten soportes.