Impresión 3D en color

¿Cómo ha integrado Ricoh la impresión 3D en su oferta y qué depara el futuro para esta tecnología transformadora en la coloración de piezas?

¿Qué hizo que Ricoh pasara a la impresión 3D?

Como líder mundial en impresión de producción 2D desde 1936, la innovación en tecnología 3D fue el siguiente paso natural para Ricoh. Inicialmente, ingresamos a este mercado suministrando nuestros cabezales de inyección de tinta a los fabricantes de impresoras 3D y utilizando la tecnología del grupo en nuestros propios productos y operaciones de fabricación.

En 2019 lanzamos una gama de servicios de fabricación aditiva destinados a hacer que la impresión 3D sea accesible, a través de una plataforma de pedidos y cotizaciones en línea. Nuestra declaración de misión es “más que una impresora, un socio”, porque somos muy diferentes a una oficina de servicios tradicional.

Desde una selección única de materiales SLS (Sinterización selectiva por láser) y FDM (Modelado por deposición fundida) (consulte el cuadro de Terminología a continuación), hasta servicios de ingeniería certificados diseñados para satisfacer las necesidades del cliente, hasta capacidades de producción completas utilizando la tecnología de fabricación industrial adecuada: tomamos un enfoque honesto del papel de la impresión 3D como herramienta de fabricación.

¿Ve la fabricación aditiva (AM) con el color establecido de manera integral?

Hay tecnologías en las que el color e incluso las coincidencias Pantone se imprimen como parte de la composición del material; sin embargo, estos tienden a ser solo para modelos representacionales. Ricoh se especializa en la producción de piezas de uso final y tiene una gama de tecnologías de impresión que se centra en materiales de ingeniería de alto rendimiento para aplicaciones de uso final. Actualmente, no ofrecen la posibilidad de aplicar color durante la impresión. Si los clientes requieren que se coloreen las piezas, esto generalmente se hace mediante un proceso posterior, como la pintura en aerosol.

¿Cómo ve la evolución del modelado a todo color en las soluciones de AM?

Dado que la impresión 3D se está convirtiendo en una herramienta de fabricación seria que ofrece una gama de materiales para aplicaciones de uso final, la capacidad de aplicar color a estas piezas o para que la materia prima se coloree en la fuente debe evolucionar para permitir un uso generalizado.

En el moldeo por inyección, podemos aplicar referencias de color exactas durante el proceso de moldeo para satisfacer los requisitos del cliente. Hoy en día, cuando imprimimos en 3D en materiales de calidad de fabricación, tenemos que hacerlo mediante soluciones de posprocesamiento, lo que aumenta los costes de fabricación. Esto hace que la tecnología sea difícil de justificar para aplicaciones donde el color es importante.

El moldeo por inyección es una forma confiable y rentable de fabricar en volúmenes medianos a altos.

Existen tecnologías donde se aplica el color, pero la selección de materiales tiende a ser pobre. Actualmente, el mercado está dividido en términos de impresión 3D para uso final con materiales de alto rendimiento e impresión 3D para modelos visuales con poco rendimiento de piezas. Creemos que los dos no deberían ser mutuamente excluyentes y que la capacidad de agregar colores específicos, ya sea en la etapa de la materia prima, o mejor aún durante el proceso de impresión, donde se pueden lograr piezas multicolores, es la siguiente etapa de la impresión 3D.

¿Cuál es el tamaño y la escala de su operación de modelado 3D?

La operación de impresión 3D de Ricoh tiene presencia global, con sitios dedicados en el Reino Unido, EE. UU. Y Japón, todos especializados en diferentes áreas de AM. Nuestra sede en Japón está en el corazón del desarrollo de hardware 3D y 2D. Con una cultura de intercambio de conocimientos en cada sitio, Ricoh investiga y desarrolla constantemente las tecnologías del futuro.

En los últimos años se han invertido más de 1,35 millones de libras esterlinas para crear un centro de impresión 3D de vanguardia en nuestro sitio de 50 acres en Telford, que cuenta con una gama de tecnologías y especialidades que se adaptan al mercado europeo. Las células de producción dedicadas impulsan los estándares de control de procesos para sectores clave, incluidos el médico y el automotriz.



Este año, agregamos la norma médica ISO 13485 a nuestro conjunto de certificaciones ISO. Estos aseguran nuestras capacidades ambientales, de seguridad de la información y de gestión de la calidad. Nuestra cartera de hardware incluye SLS, FDM y Multi Jet Fusion, y una gama de servicios técnicos y tecnología de back office.

Esta gama de sistemas nos da la flexibilidad para probar y desarrollar nuevos materiales y crear componentes y piezas no estándar. El área fue diseñada para incluir áreas dedicadas de producción y procesamiento de polvo, que limitan la contaminación y permiten al equipo satisfacer los requisitos y estándares de los sectores clave del mercado.

Nos enorgullecemos de ser más que un impresor: nuestras especialidades técnicas abarcan soluciones de posprocesamiento y metrología, así como caracterización de materiales, soporte de diseño y servicios de garantía de calidad. Creemos en un enfoque colaborativo con nuestros clientes, trabajando junto a ellos y desarrollando nuestras capacidades para asegurarnos de que cada proyecto de AM sea lo más exitoso posible.

¿Cuál es la aplicación de la impresión 3D al marketing visual?

La impresión 3D se ha asociado durante mucho tiempo con la creación de prototipos visuales, ya que permite la fabricación rápida y rentable de piezas que pueden llegar a la mesa de cartón en horas. Se puede utilizar para una gran cantidad de aplicaciones de marketing visual, desde la selección del concepto hasta la aprobación del producto.

Actualmente, no existe ninguna otra tecnología que ofrezca un ciclo de desarrollo de productos tan eficiente. Esto fomenta un proceso de diseño iterativo en el que se crean una serie de prototipos visuales para la selección de productos, lo que sería completamente prohibitivo en términos de costo o tiempo a través de la fabricación tradicional. A menudo se dice que la vida de un modelo visual es de siete segundos cuando llega a manos de los responsables de la toma de decisiones. Creemos que la estética y la función pueden y deben realizarse en una parte, por lo que hemos perfeccionado nuestras tecnologías y especialidades para participar desde el concepto hasta la producción.

¿Cómo ve el progreso de su papel en la fabricación de piezas de automóviles?

La impresión 3D es la opción ideal para aplicaciones automotrices debido a sus capacidades de personalización y aligeramiento, así como a las propiedades del material, incluido el retardo de llama y la resistencia química. Aquí en Ricoh 3D ya estamos viendo tecnología orientada específicamente a la automoción, con Ricoh Japón liderando el desarrollo de parachoques y componentes a gran escala como piezas individuales utilizando FDM.

Nuestro material de polipropileno único también tiene una gran demanda en la industria automotriz, gracias a sus excelentes propiedades mecánicas y resistencia al impacto. Sin embargo, debido a las demandas de volumen de la automoción, la impresión 3D hoy en día sigue siendo en gran medida una herramienta de creación de prototipos utilizada para pruebas de ajuste, forma y función. Hay algunos escenarios en los que la impresión 3D es viable para la fabricación de componentes de uso final que se instalan en el vehículo, pero estos tienden a ser series pequeñas, piezas ocultas o vehículos de nicho de alta gama.

La industria automotriz siempre ha sido pionera, incluso pionera, de la innovación en la fabricación. Muchos fabricantes de equipos originales (OEM) tienen tecnologías de impresión 3D internas, pero en la mayoría de los casos se limitan a lo que está disponible en el mercado hoy en día, por lo que, con operaciones internas costosas, se vuelve difícil introducir nuevas tecnologías a medida que evolucionan.



Con nuestros programas de desarrollo de tecnología, materiales y posprocesamiento, solo se espera que el papel de una oficina de servicio técnico crezca en el sector automotriz. A medida que los materiales se desarrollen y el precio disminuya debido a la adopción generalizada, confiamos en que veremos más y más piezas impresas en 3D de uso final en la industria automotriz, con un crecimiento en áreas como el mercado de accesorios y la personalización para mercados clave como los vehículos para discapacitados.

Los propios clientes están creando esta demanda con un creciente deseo de piezas impresas en 3D personalizadas en los vehículos, a medida que la tecnología se hace más conocida a través de los medios de comunicación y las generaciones más jóvenes tienen acceso a través de la educación. Esto ha creado una generación de consumidores que buscan productos de nicho a medida.

¿Cómo afectará la AM a las impresoras en el futuro?

Todos los días recibimos solicitudes de clientes que desean comprender el precio de AM para una pieza que ya fabrican mediante métodos tradicionales y, a corto plazo, vemos la evolución de AM en la educación y la comprensión de esta tecnología.



Los beneficios de AM van mucho más allá de las comparaciones de precios de parte por parte para el diseño de productos verdaderamente innovadores que solo pueden fabricarse con esta tecnología; los beneficios de la cadena de suministro del tiempo de comercialización y la producción en el lugar a través del almacenamiento digital, lo que reduce las demandas de stock y almacenamiento; y fabricación verdaderamente sostenible con un mínimo de desperdicio de material. Hasta que los clientes comiencen a comprender y aplicar todos los beneficios de un extremo a otro de la impresión 3D, la adopción generalizada y el crecimiento de las piezas de uso final serán lentos. Vemos una gran parte de nuestro papel en educar a nuestros clientes y brindarles las herramientas para aprovechar al máximo el poder de esta tecnología transformadora.

A largo plazo, la integración junto con sistemas de aplicaciones de fábrica bien establecidos que programan, monitorean y mantienen es vital para que cualquier tecnología se adapte perfectamente a los ecosistemas de fabricación, y aquí es donde vemos la verdadera evolución de la tecnología de impresión 3D.

Terminología de impresión 3D

• SLS: La impresión de sinterización selectiva por láser, o fusión en lecho de polvo, se considera la tecnología de "caballo de batalla" de los proveedores de impresión 3D, debido a los grandes volúmenes de construcción y a una gama de termoplásticos de ingeniería, lo que la convierte en la elección perfecta para la fabricación en serie y formas complejas de formas libres para aplicaciones de uso final. Una capa delgada de polvo de polímero precalentado se coloca en capas a través de una plataforma de construcción, que luego se derrite selectivamente por láser. Luego, la plataforma de construcción desciende por el espesor de capa definido, y se deposita otra capa de polvo a través del lecho.
• FDM: Fused Deposition Modeling es el proceso de impresión 3D más accesible. FDM construye piezas extruyendo polímero a través de una boquilla calentada y depositando el material fundido capa por capa. Luego, un material de soporte se lava con un detergente mediante un proceso de lavado adicional.
• Moldeo por inyección: el proceso de moldeo por inyección implica tradicionalmente la creación de una herramienta dura fabricada con acero. La introducción del mecanizado de alta velocidad significa que las herramientas blandas en aluminio también se volvieron económicamente viables para volúmenes bajos a medianos. Hoy en día, con las mejoras en la precisión de la máquina y las propiedades del material, se puede crear un inserto prototipo 3D mediante impresión 3D. Estas herramientas pueden producir pequeños volúmenes de componentes que son representativos de las piezas finales.
• Multi Jet Fusion: un cabezal de inyección de tinta aplica una tinta absorbente de calor a través de la superficie del lecho de polvo en las áreas que se van a sinterizar para crear piezas. Luego, esta tinta absorbe el calor de una lámpara infrarroja y una serie de calentadores dentro de la impresora para formar piezas impresas en 3D.