¿Imprimir o mecanizar? Cómo decidirlo en cinco minutos y sin discutir

La impresión 3D en metal no sustituye al mecanizado ni compite con él en general. Compite pieza a pieza, y gana en cinco situaciones bastante identificables. Fuera de esas cinco, casi siempre pierde, y decirlo abiertamente ahorra proyectos fallidos a todo el mundo.

La forma rápida de decidirlo es esta: si tu pieza no está en ninguno de los cinco casos de abajo, mecaniza.

Los cinco casos en que gana

1. La geometría no se puede mecanizar. Canales internos que siguen una superficie, conductos curvos, celosías interiores, cavidades cerradas. No es que salga más caro por control numérico: es que no hay forma de meter la herramienta. Aquí no hay comparación posible, hay una alternativa o ninguna.

2. Sustituye a un conjunto de varias piezas. Un colector soldado a partir de nueve piezas, o un cuerpo hidráulico atornillado con sus juntas, se convierte en una sola. Y entonces la cuenta cambia de sitio: desaparecen soldaduras, utillaje de montaje, juntas, tornillería, inspección de uniones y una lista de referencias en el almacén. Muchos casos que parecían caros dejan de serlo cuando se compara el conjunto entero y no la pieza suelta.

3. El material aprovechado importa mucho. Si partes de un tocho de titanio de 30 kg para dejar una pieza de 2 kg, estás pagando 28 kg de titanio para convertirlos en viruta. En aleaciones caras y en piezas muy vaciadas, el balance se da la vuelta.

4. El plazo vale dinero. Una máquina parada, un repuesto descatalogado, un utillaje que hace falta el jueves. Sin molde, sin utillaje y sin herramienta específica, se puede tener la pieza en días. En una urgencia real, el precio por pieza deja de ser la variable que decide.

5. La serie es corta y la geometría cambia. Prototipos funcionales, series de cinco a quinientas, variantes de un mismo componente. Todo lo que amortiza un utillaje juega en contra de la aditiva; cuando no hay utillaje que amortizar, juega a favor.

Hay un sexto caso que merece mención aparte porque es el más rentable de todos cuando aparece: los insertos de molde con refrigeración conformal, donde el ahorro se cobra en cada pieza inyectada durante años. Lo contamos entero en su propio artículo.

Las señales de que no

Por honestidad, y porque estas son más útiles que las anteriores:

• La pieza es un tocho macizo sin geometría interior. No hay nada que la aditiva pueda aportar y sí mucho material que fundir despacio.
• Todas las superficies llevan tolerancia estrecha. Van a acabar mecanizadas de todos modos, así que estás pagando dos procesos.
• La serie es larga y estable. A partir de unos cuantos miles de piezas iguales, casi cualquier proceso convencional gana.
• La pieza es grande y sencilla. Si mide medio metro y es un soporte, el volumen de construcción es el enemigo.
• El material no es soldable. Si agrieta al soldarse, agrietará al imprimirse. El latón, por ejemplo, no se puede: el cinc se evapora.
• Nadie ha medido lo que cuesta hoy. Sin el dato de partida no se puede demostrar ninguna mejora, y la inversión se acaba justificando con fe.

Cómo se compara sin hacer trampas

El error más común es comparar el precio de la pieza impresa con el precio de la pieza mecanizada, y ahí la aditiva casi siempre pierde. Es una comparación mal planteada, porque cambia el proceso pero no el diseño.

La comparación honesta tiene tres reglas:

Compara el conjunto, no la pieza. Si la impresa sustituye a cinco, el término de comparación son las cinco más su montaje.

Compara el coste total de tenerla. Precio de pieza, utillaje repartido, almacén, plazo, transporte y coste de no tenerla a tiempo.

Rediseña antes de comparar. Fabricar por aditiva la misma geometría pensada para fresadora es tirar el dinero. La ventaja aparece cuando la pieza se rediseña para el proceso, y entonces suele pesar menos, tener menos uniones y menos referencias.

El método corto

Con la pieza delante, cinco preguntas y una decisión:

1. ¿Se puede mecanizar tal cual? Si no, aditiva y se acabó la discusión.
2. ¿Es un conjunto de varias piezas? Si sí, cuenta el conjunto entero antes de comparar.
3. ¿Cuántas al año? Por encima de unos pocos miles, mecanizado o fundición.
4. ¿Cuánto material se tira hoy, y de qué material? Ratios altos en aleación cara empujan hacia aditiva.
5. ¿Cuánto cuesta cada día de retraso? Si es mucho, el plazo manda sobre el precio.

Si las cinco respuestas apuntan a mecanizado, mecaniza. Que trabajemos en aditiva no nos obliga a recomendarla donde no encaja, y recomendarla mal es la forma más segura de que un cliente no vuelva.

Y muy a menudo, las dos

La respuesta real en la mayoría de los proyectos industriales no es una ni otra: es fabricar por aditiva y terminar por mecanizado. La pieza sale de la máquina con su geometría compleja y con sobreespesor en las cuatro superficies que tienen que casar con algo, y esas cuatro se mecanizan después.

Es lo normal, no es un fracaso de la tecnología, y conviene tenerlo en el presupuesto desde el principio.

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Si ya sabes que tu pieza encaja, el cotizador te da la estimación de coste sin llamar a nadie. Cómo se forma ese precio y qué lo mueve, en cuánto cuesta realmente una pieza impresa en metal. Y qué piezas no deberías fabricar así aunque se pueda, en cinco piezas que no deberías imprimir.

La otra frontera, contra fundición y MIM, en imprimir, fundir o sinterizar.