Conceptos básicos de impresión 3D: todo lo que necesita saber

Imaginar Modelado 3D e impresión una de las piezas de ajedrez faltantes Diseñó todo desde la comodidad de su sala de estar. Increíble, ¿verdad? La impresión 3D o la fabricación de aditivos es una tecnología que le permite construir objetos en pequeñas capas, colocadas encima de la otra a la vez utilizando materiales como plástico, polvo, gránulos, cerámica, gránulos, resina y otros materiales específicos de la industria.

Aunque puede ser un proceso de fabricación lento, la tecnología de impresión 3D se está convirtiendo gradualmente en una tendencia de fabricación digital en diferentes industrias, como la salud, la cadena de suministro, la aviación, etc., lo que tiene un impacto significativo en el mundo y cambia la vida cotidiana y el alcance comercial.

A medida que se extiende la popularidad de la impresión 3D, es comprensible por qué más personas también están interesadas en probar su impresión 3D práctica. Por lo tanto, hemos reunido esta guía de impresión 3D que cubre los conceptos básicos de impresión 3D, dónde comenzar, utilizando el software CAD, la impresora correcta y los desafíos que puede encontrar como principiante.

Lo que necesita para comenzar en la impresión 3D

Seleccione un software CAD para diseñar modelos

Al diseñar un modelo para la impresión 3D, deberá hacer un archivo 3D, por ejemplo, un archivo STL. Estos archivos son puntos coordinados que definen una forma. Puede diseñar modelos 3D utilizando el software conocido como software CAD (diseño asistido por computadora). Hay diferentes tipos de software de modelado 3D disponible. Dependiendo de sus necesidades, nivel de experiencia y los modelos específicos que le gustaría diseñar, siempre habrá un programa CAD para usted. Si desea un programa fácil de usar que no lleva mucho tiempo comenzar, recomendamos usar SelfCad.

https://www.youtube.com/watch?v=8fjzy9x5ds8

Además de ser un software de modelado 3D simple y fácil de usar, el programa también es poderoso. Puede usarlo para crear modelos complejos sin tener que pasar mucho tiempo. Algunas de las herramientas interesantes que vienen con SelfCad incluyen la imagen en la herramienta 3D que puede usar para convertir cualquier imagen en un modelo 3D fácilmente, como se muestra a continuación.

https://www.youtube.com/watch?v=high7f7racu

Además de eso, el programa también admite la escultura directa, lo que le permite crear modelos 3D esculpiéndolos directamente. Esta es una excelente manera de crear modelos 3D orgánicos.

https://www.youtube.com/watch?v=lnuunsonyok

Las herramientas de dibujo y dibujo de Selfcad son útiles para crear impresionantes diseños artísticos.

https://www.youtube.com/watch?v=b-r8zzz1ooe

Además de las herramientas de modelado 3D de SelfCad, el programa también viene con un poderoso software de representación 3D que uno puede usar para generar renders 3D realistas de sus diseños. Puede agregar texturas, materiales, iluminación y colores personalizados a sus diseños 3D fácilmente. El siguiente video muestra cómo puede agregar texturas y asignaciones UV en SelfCad.

https://www.youtube.com/watch?v=H9VA9B3SOUO

Elija un programa de corte apropiado

Después de diseñar su modelo, es hora de cortarlo. Un software de corte 3D convierte el modelo 3D en un formato que es comprensible por su impresora 3D llamada código G. El código G contiene todas las instrucciones de impresión: dónde comenzar y cuándo moverse y detenerse.

Hay diferentes tipos de software de corte disponible, pero recomendamos usar el cortador en línea incorporado de SelfCad. Por lo tanto, es ventajoso usar SelfCad para diseñar modelos 3D, ya que también puede cortarlos a todos en un solo programa sin la necesidad de software adicional. La cortadora de SelfCad es fácil de usar y ofrece varias características que le permiten controlar la calidad y la velocidad de sus impresiones 3D.

Puede aplicar varias configuraciones como altura de capa, densidad de relleno, soportes y velocidad de impresión 3D. También hay una opción para obtener una vista previa de su diseño y ver cómo se imprimirá en 3D en tiempo real. Mira el video a continuación para aprender a preparar tu modelo 3D para el corte 3D.

https://www.youtube.com/watch?v=lpf38amk8d8

Si tiene un archivo STL, es posible que haya descargado de varios sitios web de modelos 3D como Thingiverse; Puede editarlo y personalizarlo fácilmente en SelfCad. Por ejemplo, puede eliminar la marca de agua que podría haber venido con el diseño como se muestra en el video a continuación.

https://www.youtube.com/watch?v=wuvswy8d3dq

También hay una herramienta 3D Simplify que puede usar para simplificar su archivo STL y reducir la cantidad de caras. Esto es útil, especialmente si desea enviar su modelo 3D para la representación o animación en 3D.

https://www.youtube.com/watch?v=xm_jozde_74

Si desea aplicar diferentes colores a su diseño, puede lograrlo fácilmente en SelfCad como se demuestra en el video a continuación.

https://www.youtube.com/watch?v=tcsbpbg-9vo

Elija la impresora 3D correcta

Como principiante en la impresión 3D, es posible que aún no esté listo para obtener su impresora. Si es así, puede imprimir desde bibliotecas públicas y universitarias o obtener un servicio de impresión 3D en línea como Escultura. Todo lo que necesitas hacer es hacer tu pedido; Se encargarán del resto. Ellos imprimirán y entregarán a usted. Por supuesto, deberá realizar algunos pagos para imprimir sus modelos.

Por otro lado, para principiantes que buscan comprar sus impresoras, aquí hay cosas que debe saber al elegir:

Las impresoras 3D se clasifican según:

• La capacidad de la impresora

• Costo

• Velocidad de impresión

• Calidad de la impresión

• Tecnologías y materiales utilizados por la impresora

Hay nueve tipos de tecnologías de impresión 3D. Estos se describen a continuación:

• El modelado de deposición fusionado (FDM) El proceso de impresión está integrado en capas sucesivas de calefacción y extrusión de filamento de plástico. Las impresoras 3D FDM funcionan lentamente, y la unión imperfecta de capa a capa está más disponible y fácil de encontrar en alrededor de $ 1 000.

• La estereolitografía (SLA) El proceso de impresión ofrece mayor precisión y flexibilidad. Imprimen radiante láseres ultravioleta en una tina de resina activada por la luz para endurecer la capa de forma por capa para diseños más suaves y más intrincados. El precio de un SLA varía desde $ 3,000 y más.

• Sinterización láser selectiva (SLS): SLS es similar a SLA, excepto que el proceso de impresión de SLS involucra láseres y polvos. SLS se imprime usando un láser para derretir el polvo, creando una capa del material impreso. Permite que algunos modelos impriman objetos de metal que no pueden imprimir por el FDM y el SLA.

Imagen de sinterización láser selectiva Fuente: 3D Insider

• Selective Laser Melting (SLM): Esta tecnología de impresión 3D forma piezas utilizando vigas láser de alta potencia como el SLS. Se forma un modelo 3D perfecto cuando el haz láser derrite el material en polvo y se une a las partículas. La impresora sigue agregando nuevas capas de materiales al diseño después de cada ciclo de impresión completo. Y el polvo no utilizado se retira del objeto una vez que se completa la impresión. Esta tecnología se usa principalmente en piezas que tienen estructuras y geometrías complejas, y paredes delgadas.

SLM 3D Impresión de impresión Fuente: Protoshape

Diferencia entre SLS y SLM

SLS Sincera el polvo. Es decir, en parte lo derrite, mientras que SLM derrite el polvo por completo. Los productos finales de la impresión 3D SLM son más fuertes ya que no hay vacíos.

Tecnología de fusión de haz de electrones

Se utiliza una cama de polvo en esta tecnología, al igual que SLM. Logra geometrías muy complejas y produce partes que son más fuertes. EBM se usa principalmente en metal de impresión 3D. No necesita ninguna herramienta auxiliar adicional para el proceso de impresión 3D.

Tecnología de fusión de haz de electrones Fuente: 3D Insider.

Otros tipos de tecnología de impresión en 3D incluyen fabricación de objetos laminados (LOM), tecnología de binder de aglutinante y tecnología de fundición de cera.

Características para tener en cuenta en una impresora 3D

Independientemente del rango de precios, la impresora 3D que está considerando debe tener estas características básicas:

• Adecuado para uso regular y no emite olores o humos que puedan ser perjudiciales para usted.

• Producir calidad y productos bien terminados con capas que son delgadas y apenas visibles.

• Filado fácil de cargar e imprimir.

• Opciones de conectividad múltiples, como Wi-Fi o Cable USB.

• Configuración de ajuste intuitiva y directa para sus modelos 3D.

• Una cama con calefacción para evitar que los objetos impresos deforman

• Capacidad para trabajar con todas las marcas de filamentos en caso de que necesite cambiar el filamento que vino con la impresora.

Cuando considere todos los puntos anteriores, estará en condiciones de tomar una decisión informada sobre el tipo de impresora 3D que comprará.

Cómo se imprime una impresora 3D

Una vez que envía su archivo de modelo a imprimir, la boquilla de la impresora comienza a calentarse. La boquilla alcanza la temperatura requerida para derretir el filamento (cualquier cosa por encima de 175 ° C, dependiendo del filamento) en el extrusor calentado. El cabezal de impresión se sumerge al nivel de la cama para depositar el filamento derretido. El ventilador de enfriamiento se enfría y endurece el filamento poco después de que sale de la boquilla. El filamento se coloca una capa a la vez. El movimiento del eje Z ocurre después de que se completa una capa hasta que se complete la impresión.

Elija sus materiales

Las impresoras 3D anteriores fabricaron solo piezas de plástico, pero hoy la mayoría de las impresoras 3D pueden imprimir utilizando una creciente variedad de materiales. Ya sea prototipos de plástico, acero o automóviles de nylon necesarios para soportar su trabajo sobre automóviles baratos escritos por sitios web de revisión de servicios de escritura. Ahora hay un material para imprimir prácticamente cualquier objeto que se le ocurra.

La calidad de la versión impresa está determinada principalmente por el material utilizado para la impresión. Dependiendo del objeto que desee imprimir, aquí hay algunas sugerencias:

• Impresión de un objeto fuerte: Debe considerar hacer uso de metales como acero o titanio en una impresora SLS. También puede usar ABS o Nylon al hacer uso de una impresora FDM.

• Imprimir un objeto que requiere calefacción: La cerámica será el mejor material para usar porque pueden soportar temperaturas de hasta 2.500 ° F. Las máquinas SLS, los polímeros precerámicos se utilizan para imprimir el objeto y luego tradicionalmente se disparan a una cerámica.

• Impresión de un objeto con detalles: El material de resina tiene una superficie lisa que muestra detalles. También crea prototipos y modelos, especialmente cuando se ha tratado con láseres de SLA de alta potencia.

Desafíos comunes que enfrentan los principiantes al comenzar con la impresión 3D

Debe asegurarse de haber seguido la impresora manualmente al configurar su impresora y mantener la impresora limpiándola después de cada uso para reducir los problemas posteriores. Sin embargo, aquí hay algunos otros problemas comunes de impresión en 3D que puede enfrentar y cómo resolverlos:

Trabajando con CAD: Para la mayoría del software, una característica simple de arrastrar y sol, generalmente es suficiente para crear un diseño. Sin embargo, este no es el caso cuando se trabaja con programas CAD. Para evitar problemas básicos de diseño e impresión en 3D, debe aprender a operar el software de diseño. Deberá aprender cómo editar los diseños para adaptarse a su impresora 3D y otros requisitos de diseño, incluso cuando use los modelos de una biblioteca en línea.

El software SelfCad viene con tutoriales, manuales y características que pueden ayudar a los principiantes a configurar y hacer uso de CAD para sus modelos 3D fácilmente.

Adhesión de la primera capa es un problema común que ocurre cuando la primera capa de la impresión se niega a pegarse. Para corregir esto, asegúrese de que la cama esté limpia y que el nivel esté cerca de la boquilla de la impresora.

Puede configurar el nivel de su cama manual o automáticamente, dependiendo de su impresora. El ventilador de enfriamiento y la temperatura de la cama y la velocidad de impresión también deben colocarse en un nivel óptimo.

Mermeladas de boquilla es otro desafío común con la impresión 3D, especialmente en las impresoras 3D FDM. Si su boquilla no deja pasar el filamento, entonces es posible que deba limpiarla a fondo o verificar para asegurarse de que su tipo de filamento y calidad sean correctos, entre otros.

Pandeo ocurre cuando las capas de material depositado se enfrían de manera desigual o demasiado rápido. El material contrae y hace que los extremos del objeto se levante o se agrietarán. Para resolver esto, puede ajustar la temperatura de su lecho, probar nuevos pates de compilación o ajustar la velocidad de enfriamiento.

Impresora sobrecalentada: este a menudo termina en objetos deformados y deformados. La forma más fácil de resolver el sobrecalentamiento es enfriar cada capa con un ventilador adicional.

Aplicaciones de la impresión 3D

Muchas industrias han adoptado la tecnología de impresión 3D. Las siguientes son algunas de las industrias que utilizan la impresión 3D y cómo la usan en sus operaciones.

• Aficionados: Los aficionados usan la impresión 3D diariamente a los modelos de impresión en 3D en su comodidad de sus hogares. Esto incluye piezas de repuesto y también diseños que son difíciles de encontrar en las tiendas.

• Educación: Muchas escuelas introducen la impresión 3D en su salón de clases para ayudar a explicar conceptos e infundir creatividad e habilidades de resolución de problemas en los estudiantes. También se está utilizando en institutos de investigación con fines de investigación.

• Entretenimiento: Los prototipos de juguetes, figuras de acción y juegos generalmente se fabrican con impresoras 3D.

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  La impresión 3D de alimentos es una técnica innovadora que permite crear comestibles personalizados y complejos. Para garantizar la seguridad alimentaria, es esencial utilizar materiales certificados y aplicar recubrimientos adecuados que eviten la acumulación de bacterias. Además, es fundamental mantener una higiene rigurosa durante todo el proceso de impresión y posprocesamiento. (blog.prusa3d.com)

• Defensa: La tecnología de impresión 3D se está utilizando para hacer partes del equipo de vigilancia. Eso es liviano.

• Fabricación: La impresión 3D se utiliza para crear prototipos de diseños antes de fabricarlos. También se utiliza para la resolución de problemas de diseño.

• Cuidado de la salud: Utilizado para crear varios órganos del cuerpo y también para fines de investigación.

Conclusión

La impresión 3D es una excelente manera de comenzar en el mundo de la fabricación aditiva. Es un proceso simple que se puede utilizar para crear objetos complejos a partir de una variedad de materiales. Si está pensando en comenzar con esta tecnología, esta guía es un excelente lugar para comenzar, ya que hemos cubierto los conceptos básicos de la impresión 3D, incluida cómo elegir una impresora, archivos de diseño y materiales de impresión. Con esta información, estará en camino de crear impresiones 3D increíbles.

Le agradecemos que se haya tomado el tiempo de leer el artículo y esperamos que haya encontrado la información que estaba buscando. Le animamos a comentar cualquier duda o sugerencia, ¡gracias!€