Tipo de impresión 3D: cuatro tipos principales

¿Cuáles son los cuatro tipos de impresión 3D: Fuente de la imagen: futurelearn.com

La impresión 3D, conocida como fabricación aditiva, permite fabricar productos a un coste más barato y con menor esfuerzo que los métodos de producción tradicionales. Las tecnologías de impresión 3D ofrecen soluciones adaptables en una amplia gama de aplicaciones, desde modelos conceptuales y prototipos funcionales hasta prototipos rápidos pasando por plantillas, accesorios o incluso prendas de uso final en la fabricación. Las impresoras 3D han mejorado en términos de coste, uso y fiabilidad en los últimos años. Como resultado, más empresas ahora pueden utilizar esta tecnología, aunque puede ser difícil decidir entre las diferentes opciones de impresión 3D disponibles actualmente. En este artículo, hablaremos de los cuatro tipos más comunes de técnicas de impresión 3D de plástico: modelado de deposición fundida (FDM), sinterización láser (LS), estereolitografía (SL) y Polyjet.

Tipo de impresión 3D

1. Modelado de deposición fusionada (FDM)

Modelado de deposición fusionada (FDM): Fuente de la imagen: custompartnet.com

En la industria global de la impresión 3D, los equipos de extrusión de materiales son los más populares y tienen un precio razonable. A veces se llaman FDM o modelado de deposición fusionada. El procedimiento típico consiste en cargar una bobina de filamento en la impresora 3D e introducirla en una boquilla de la impresora en el cabezal de extrusión. La boquilla de la impresora se calienta a la temperatura requerida antes de que el filamento de fusión sea forzado a través de él por un motor. A continuación, el material fundido se extiende a la placa de construcción por el cabezal de extrusión de la impresora mientras se mueve de acuerdo con las coordenadas predeterminadas, donde se enfría y endurece. Cuando una capa ha terminado de imprimirse, pasa a la siguiente capa. Para crear completamente el objeto, este procedimiento de impresión de sección transversal se repite mientras se añaden capas una sobre otra.

En algunos casos, es necesario añadir estructuras de soporte debido a la geometría del elemento, como cuando un modelo tiene zonas pendientes pronunciadas. FDM se utiliza en estructuras impresas en 3D hechas de arcilla u hormigón, postres hechos con chocolate, órganos hechos de células vivas expulsadas de un gel bio, etc. Si se puede extruir, casi seguro que puede imprimirse en tres dimensiones.

2. Sinterización láser

Sinterización láser: Fuente de la imagen: manufacture3d.com

La sinterización selectiva por láser es el término utilizado para describir el proceso de creación de un objeto mediante la tecnología de fusión en lecho de polvo y polvo de polímero (LS). Estas tecnologías de impresión 3D se están extendiendo y son cada vez más baratas a medida que caducan las patentes de la industria. Un contenedor de polvo de polímero se calienta primero a una temperatura justo por debajo del punto de fusión del polímero. A continuación, el material en polvo se aplica en una capa fina, generalmente de 0,1 milímetros de espesor, a una plataforma de construcción mediante una hoja de recubrimiento o limpiaparabrisas. A continuación, se escanea la superficie con un láser de CO2 o fibra. Una sección transversal del objeto se solidifica después de que el láser sintiera selectivamente el polvo. Un par de galvos enfoca el láser en el lugar adecuado, similar a LA.

La altura de la plataforma de construcción disminuirá en una capa de espesor una vez que se haya escaneado la sección transversal completa. La capa recién escaneada se cubre con una nueva capa de polvo por la hoja de recubrimiento, y el láser sinterizará la sección transversal posterior del objeto sobre las secciones transversales solidificadas anteriormente. Hasta que todo está completamente creado, estas etapas se repiten. Hay menos o ninguna necesidad de estructuras de apoyo porque el polvo que no se ha sinterizado todavía está ahí para soportar el objeto.

SLS a menudo se refiere a una técnica que utiliza polímeros, pero en este contexto, se utiliza con mayor frecuencia para describir un procedimiento de sinterización láser que utiliza metales. Con un rendimiento de más de 60 mm3/hora y una resolución inferior a 5 m, SLS es capaz de fabricar artículos metálicos en auténticos 3D. En SLS, un sustrato está recubierto con una capa de tinta de nanopartículas metálicas, que después se seca para crear una capa de nanopartículas homogénea. A continuación, las nanopartículas se calientan y sinterizan en los patrones necesarios mediante luz láser que se ha moldeado previamente mediante una matriz de microespejos informatizado. Entonces, cada capa de la parte 3D del SLS se construye repitiendo esta serie de operaciones.

Sinterización de alta velocidad

Sinterización de alta velocidad: Fuente de la imagen: 3dprint.com

Con la llegada de la sinterización de alta velocidad, la distinción entre la fabricación a gran escala y la impresión 3D se está volviendo más oscura. Aunque presenta muchas de las mismas ventajas que la sinterización láser, existen ventajas adicionales que, a la espera de más investigaciones, parecen tener el potencial de transformar completamente el sector de la fabricación. Similar a la sinterización láser, la sinterización de alta velocidad utiliza material en polvo de fusión para producir las capas del modelo. La inyección de tinta de sinterización de alta velocidad pone tinta absorbente de infrarrojos en el polvo en lugar de utilizar un láser para dibujar la capa. A continuación, las partículas de polvo se calientan con una lámpara IR, se funden y se fusionan entre sí y con la capa inferior. El procedimiento se repite hasta que se acaba la pieza, momento en que se quita el modelo del polvo y se pulido y/o se colorea.

El HSS está camino de superar la barrera de velocidad que se encuentra en el curso de la fabricación en masa, ya que se pueden producir varias piezas simultáneamente sin aumentar el tiempo de producción. HSS es de 10 a 100 veces más rápido que las técnicas de fabricación aditiva convencional y posee una capacidad de producción diaria de hasta 100.000 piezas. Además, los costes de las piezas HSS suelen caer en medio del precio de las piezas LS. HSS es una de las técnicas de fabricación aditiva más novedosas. Aún así, tiene mucho potencial, motivando a empresas como Nazdar y Xaar a avanzar en la tecnología de la tinta IR y el cabezal de impresión HSS. Las piezas enteras construidas con un material continuo con porciones de diversas densidades son el producto de recientes investigaciones, que mejoran la resistencia, el rendimiento, la flexibilidad y la reciclabilidad de los componentes.

3. EstereoLitografía

StereoLithoGraphy: Fuente de la imagen: custompartnet.com

En comparación con FDM, StereoLithoGraphy aborda la impresión de forma significativamente diferente. Mientras SL solidifica una sustancia líquida para formar capas, utiliza un baño de resina y un láser en lugar de una extrusora. Una plataforma colocada en el baño de resina se eleva hasta que apenas queda sumergida en el líquido, dejando atrás una fina capa de líquido. A continuación, la capa de resina fotopolímera de curación se expone a una luz láser concentrada, que traza la capa y hace que la sustancia de la resina se solidifique.

Una vez terminada la capa, la plataforma se desciende para permitir que la siguiente sección transversal del modelo se cubra con una nueva capa de resina líquida. A continuación, se quita el modelo terminado del baño y se sumerge en alcohol isopropílico para eliminar los restos de resina no curada. Entonces, se eliminan todas las estructuras de soporte. Aunque SL puede crear modelos con superficies lisas y detalles finos, normalmente es más lento que otras técnicas AM y tiene menos acceso a los materiales en general.

Impresión 3D Polyjet

La impresión 3D Polyjet es un proceso de impresión 3D basado en inyección de tinta ampliamente utilizado que utiliza resinas fotopolímeras y luz UV para crear piezas poliméricas complejas con altos niveles de detalle y resolución. A diferencia de otras técnicas de fabricación aditiva, la impresión polyjet funciona mediante la colocación de finas capas de resina en un proceso rápido y continuo, permitiendo la creación de diseños muy complejos con un mínimo de residuos de material. Dado que los polímeros son termoplásticos y se pueden fundir durante el proceso de impresión, las impresoras 3D polyjet son capaces de conseguir una amplia gama de texturas y colores. Y dado que las resinas que se utilizan en este tipo de impresión suelen ser flexibles y no tóxicas, son muy adecuadas para su uso en una variedad de aplicaciones, desde prototipaje y desarrollo de productos hasta herramientas de fabricación y asistencia sanitaria. Tanto si está buscando explorar nuevas posibilidades de diseño o encontrar una manera eficiente de crear piezas de alta calidad para su empresa u organización, la impresión 3D de polyjet es una herramienta inestimable que seguro satisface sus necesidades.

Mejor software de modelado 3D: "SelfCAD"

Mejor software de modelado 3D - "SelfCAD": Fuente de la imagen: selfcad.com

Hay disponibles muchos programas de modelado 3D distintos; sin embargo, miramos a SelfCAD para ver qué le hace único. Los creadores pueden moldear y cortar en 3D con SelfCAD sin necesidad de software adicional. Tiene varias funciones, como una interfaz fácil de utilizar, una gran selección de herramientas de modelado y la posibilidad de exportar modelos en distintos formatos diferentes.

• SelfCAD ofrece una interfaz fácil de utilizar y fácil de utilizar.
• SelfCAD ofrece una amplia gama de herramientas de modelado, incluidas herramientas para dibujante y dibujante a mano alzada.
• Además, el software tiene un cortador integrado que le permite preparar sus ideas para la impresión 3D.
• Puede importar y exportar rápidamente sus modelos con SelfCAD porque admite STL y OBJ y otros formatos de archivo 3D populares.
• También puede hacer representaciones realistas de sus diseños con la ayuda del robusto motor de renderización de SelfCAD.
• También hay una función de animación sencilla que le permite crear animaciones sencillas con facilidad.
• Hay muchos generadores de formas 3D que puede utilizar como plantillas para crear sus diseños.
• Existen diversas herramientas de transformación, como objeto redondo, herramienta de filete, chaflán, extrusión y herramientas de remodelación para transformar sus diseños.

Conclusión

Las capacidades de la fabricación aditiva se están expandiendo rápidamente, lo que le permite adoptar una amplia gama de formas a la vez que es suficientemente asequible y productiva para ser utilizada a gran escala. A medida que la impresión se encuentra a caballo de la producción e impulsa las fronteras de las nuevas tecnologías, seguirá produciendo artículos cada vez más inventivos, dinámicos y de alta calidad.

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!€