La herramienta permite generar estructuras de refuerzo temporales directamente sobre las geometrías que se van a fabricar, sin necesidad de modificar de forma permanente el modelo CAD original. Esta funcionalidad está especialmente orientada a piezas de gran formato, geometrías alargadas y componentes de paredes delgadas, cuya fabricación mediante procesos basados en polvo presenta dificultades para mantener la precisión dimensional.
Con Stiffener, los usuarios pueden seleccionar diferentes patrones de refuerzo, configurar sus dimensiones y establecer los puntos de conexión con la pieza.
El problema de las deformaciones en la fabricación aditiva basada en polvo
En los procesos de impresión 3D basados en polvo, las piezas largas, planas o de paredes delgadas son especialmente sensibles a las deformaciones. Este comportamiento está relacionado con las tensiones internas y los gradientes térmicos que aparecen durante la fabricación. Las diferencias en las velocidades de calentamiento y enfriamiento dentro de una misma pieza pueden generar tensiones que afectan a su geometría final.
Aunque determinadas estrategias de enfriamiento permiten reducir las tensiones de origen térmico, conseguir una elevada precisión dimensional en estas geometrías continúa siendo un desafío. Una solución habitual consiste en incorporar elementos de refuerzo adicionales que estabilicen las zonas más sensibles. Sin embargo, estos refuerzos suelen diseñarse como parte de la geometría CAD, lo que obliga a modificar el modelo original y dedicar tiempo a su preparación.
Refuerzos temporales sin modificar el diseño CAD original
La nueva función Stiffener de 4D_Additive permite generar estructuras auxiliares de estabilización sin introducir cambios permanentes en el diseño de la pieza. El usuario puede definir la posición de los refuerzos y generar la geometría correspondiente a partir de diferentes patrones predefinidos. Entre las configuraciones disponibles se encuentran las estructuras de panal, los patrones triangulares y los cuadriláteros. Además de seleccionar la forma de la estructura, el software permite ajustar individualmente las dimensiones de las celdas.
Esta capacidad facilita la adaptación de los refuerzos a las características geométricas y a los requisitos de cada componente. La herramienta busca simplificar una tarea que, hasta ahora, podía requerir el diseño manual de elementos auxiliares mediante un sistema CAD.
Pines configurables para unir los refuerzos a la pieza
Las estructuras generadas mediante Stiffener se conectan a la geometría existente a través de elementos denominados pines. Estos puntos de unión pueden configurarse en función de las necesidades de fabricación. El software permite ajustar la geometría, posición y orientación de los pines, de manera que los refuerzos se conecten únicamente con las superficies seleccionadas por el usuario. Los puntos de contacto también pueden definirse libremente para facilitar su posterior retirada. Según CoreTechnologie, los pines están optimizados específicamente para procesos de impresión 3D y presentan una superficie de contacto reducida.
Esta característica está destinada a simplificar la separación de los refuerzos y reducir las operaciones de acabado posteriores.
Retirada de los refuerzos después del enfriamiento
Una de las características principales de Stiffener es el carácter temporal de las estructuras de estabilización. Los refuerzos permanecen unidos a la pieza durante el proceso de fabricación y pueden retirarse una vez que el componente se ha enfriado por completo. Los puntos de contacto configurables facilitan esta operación sin necesidad de conservar los elementos auxiliares en el producto final. Al utilizar pines con superficies de contacto reducidas, la herramienta busca minimizar el trabajo de posprocesado asociado a la eliminación de las estructuras.
De esta manera, el refuerzo cumple su función durante la fabricación sin formar parte permanente de la geometría final.
Fabricación de piezas grandes y de paredes delgadas con menor deformación
La función Stiffener está orientada a mejorar la estabilidad dimensional de componentes cuya geometría dificulta su fabricación mediante procesos aditivos basados en polvo. La posibilidad de definir refuerzos específicos para determinadas zonas permite actuar sobre las partes de la pieza más propensas a deformarse. CoreTechnologie plantea esta solución para fabricar piezas de gran formato y paredes delgadas con una deformación mínima, evitando el diseño laborioso de elementos de estabilización en herramientas CAD externas.
La combinación de patrones configurables, puntos de unión ajustables y estructuras retirables permite adaptar el refuerzo a las necesidades de cada aplicación. Con esta incorporación, 4D_Additive amplía sus funciones de preparación de modelos para impresión 3D, ofreciendo una herramienta destinada a mejorar la precisión dimensional y simplificar la generación de estructuras auxiliares en procesos de fabricación aditiva basados en polvo.
