La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, se está utilizando cada vez más en una variedad de industrias, incluyendo educación, fabricación, robótica, automotriz, aeroespacial, construcción, arquitectura, odontología, joyería e ingeniería. Al llevar la fabricación internamente, puedes ahorrar considerablemente en costos y tener más libertad para diseñar prototipos e iteraciones.
Al principio, entender y diferenciar las diversas tecnologías, procesos y materiales de impresión 3D puede resultar difícil para los recién llegados a la impresión 3D. ¿Qué tecnologías de impresión 3D están disponibles para las empresas? Examinar más de cerca las cinco tecnologías de impresión 3D que están revolucionando las industrias mencionadas te ayudará a comprender los diferentes tipos de impresión 3D.
Impresión 3D en compuestos
La impresión 3D en metal y compuestos está a punto de revolucionar la fabricación aditiva.
Escaneo de impresión / Inspección del proceso: Puedes usar esta función para imprimir tu pieza, escanearla y medir su precisión dimensional en tiempo real.
Codificadores de motor paso a paso: Con estos codificadores en los motores X, Y y de extrusión, la impresora puede corregir automáticamente los errores de precisión de posición. Eventualmente, ahorrarás más dinero porque el problema puede ser corregido automáticamente y se podrán guardar más impresiones. También obtendrás acabados de superficie impresionantes con los codificadores asegurando que la cabeza esté exactamente ubicada.
Detección de material: Cuando el material se agota durante la impresión, esta función pausará el proceso y te enviará una notificación por correo electrónico. Con el recarga, puedes continuar imprimiendo mientras añades material nuevo.
Accionamientos silenciosos: Con los accionamientos silenciosos, las impresoras 3D industriales de Markforged pueden realizar impresiones 3D sin emitir ningún sonido.
Microcontrolador: Dado que los desplazamientos X e Y ya están calibrados y almacenados en la cabeza de impresión, si reemplazas la cabeza de impresión que contiene el microcontrolador, no se necesita calibración. Usando esta herramienta, también puedes detectar y prevenir fallos antes de que ocurran y detectar problemas de mantenimiento.
SLA (estereolitografía)
Alternativamente conocida como SLA, la estereolitografía es una técnica de impresión 3D que utiliza luz para curar resina líquida en plástico sólido. La estereolitografía invertida es el sistema SLA más comúnmente utilizado. La resina generalmente se vierte manualmente por el usuario o se dispensa automáticamente desde un cartucho, dependiendo de la impresora 3D. Comenzar una impresión requiere bajar la placa de construcción en la resina. El fondo del tanque y la placa de construcción están separados por una fina capa de líquido. A través de una ventana translúcida ubicada en la parte inferior del tanque de resina, el láser UV se dirige desde el galvanómetro o los galvos para solidificar el material de manera selectiva. Cada capa subsiguiente comienza con una impresión de un grosor de micron menor a 100 micrones.
Las impresoras 3D con tecnología SLA pueden producir piezas con geometrías complejas y detalles finos con resultados sobresalientes. La mayoría de las veces, tendrás que usar estructuras de soporte, ya que las piezas impresas deben ser limpiadas y luego curadas con UV, a veces en un horno, antes de que puedan ser utilizadas.
Al principio, el SLA solo se usaba en grandes máquinas para aplicaciones industriales en los años 80. Además de ser más asequibles que nunca, las impresoras 3D de estereolitografía de escritorio también te ofrecen impresión 3D de alta resolución que se adapta fácilmente a tu espacio de trabajo. La flexibilidad del SLA te permite crear productos utilizando una amplia gama de materiales, otorgándote una libertad creativa sin límites.
FFF (fabricación de filamentos fundidos)
El proceso de fabricación aditiva más común es la fabricación de filamentos fundidos o FFF. Debido a su facilidad de uso, y dado que no utiliza productos químicos, es rentable. Un rollo de filamento termoplástico se utiliza típicamente para FFF, el cual se dispensa desde una bobina. Una boquilla calentada unida a un sistema de movimiento automatizado se utiliza para extrudir el filamento en la fabricación de filamentos fundidos. Mientras se imprime una pieza en 3D, el sistema de movimiento se desplaza alrededor del área donde la pieza debe ser impresa. El filamento fundido se deposita desde la boquilla sobre la placa de construcción mientras el sistema de movimiento gira alrededor. Tarda un tiempo en que el filamento se enfríe y se endurezca en una capa. La placa de construcción se mueve menos de un milímetro, luego se agrega una capa a la vez hasta que la pieza esté completamente formada.
Ciertas impresoras 3D FFF pueden imprimir con dos materiales simultáneamente utilizando la función de Extrusión Doble. Un uso estético típico de dos colores diferentes para el mismo material es darle un aspecto más agradable. Las variaciones en las propiedades mecánicas se logran utilizando dos materiales diferentes. Junto con el material de construcción, también se puede usar un material de soporte soluble en agua PVA. La inmersión en agua disuelve el material de soporte, haciendo que la pieza final del diseño tenga un aspecto de alta calidad y requiera un post-tratamiento mínimo.
Una impresora 3D con tecnología FFF es perfecta para entornos de oficina porque las máquinas son relativamente simples de operar y mantener. A diferencia de las impresoras 3D SLA, las impresoras FFF no requerirán una buena ventilación para producir o post-tratar objetos. En comparación con otros métodos, las impresoras 3D FFF ofrecen una amplia gama de opciones de consumibles a un costo relativamente bajo. Fáciles de configurar, los consumibles pueden ser almacenados durante años.
LFS (estereolitografía de baja fuerza)
Esta siguiente generación de estereolitografía se llama estereolitografía de baja fuerza (LFS). Formlabs anunció las impresoras 3D Form 3 y Form 3L a finales de 2019. Estas impresoras 3D sofisticadas utilizan iluminación lineal y la tecnología Formlabs Form 3, combinando un tanque flexible para ofrecer un acabado de superficie impecable. La Formlabs Form 3, por ejemplo, puede entregar impresiones de alta calidad de manera consistente gracias a las fuerzas de impresión más bajas del proceso de estereolitografía de baja fuerza. Al desgarro fácilmente los soportes de contacto ligero, puede reducir la cantidad de tiempo y esfuerzo necesarios para construir y mantener piezas. Luego puedes concentrarte en todo lo demás, como diseñar y crear.
Impresión 3D en metal
La impresión 3D en metal es uno de los procesos de impresión 3D más avanzados disponibles hoy en día. Es un proceso organizado que te permite imprimir y post-tratar piezas listas para usar en el lugar. En este proceso, debes:
Configuración de la pieza con el software: El archivo STL generado por tu software CAD debe ser importado en un programa de software. La impresión 3D se puede realizar en una variedad de metales. Para compensar la contracción del material, las piezas se escalan automáticamente.
Impresión: La impresión FFF utiliza un polvo metálico ligado al plástico para imprimir capas de metal hasta que tu pieza esté completamente formada.
Lavado: Las piezas deben someterse a un proceso de recimentación después de ser impresas. En este paso, la cera se elimina de la pieza lavándola en un desengrasante. Como resultado, está lista para la siguiente fase.
Sinterización: Este proceso es seguido por la inserción de la pieza en un horno para quemar todos los conectores plásticos y permitir que el polvo metálico se fusione en una pieza 3D con una densidad relativa de aproximadamente 96%.
Pieza final: Ahora, se utiliza metal “puro” para fabricar la pieza. En este estado, puede ser post-tratada y tratada como cualquier otro metal.
Reflexiones finales
Cada tecnología de impresión 3D tiene aplicaciones únicas. El SLA es ideal para objetos más pequeños y detallados con características complejas. Una máquina LFS es más adecuada para la producción en alta volumen que produce resultados de alta calidad de manera constante sin requerir mano de obra adicional. Las personas con presupuesto limitado adorarán el FFF. Utilizar esta tecnología es fácil, asequible, versátil y conveniente. Es fácil de usar, no ocupa espacio adicional y no requiere personal profesional para configurarla y operarla. Los procesos de impresión 3D versátiles de compuestos y metales los hacen ideales para la fabricación de piezas robustas por parte de las empresas.
