Tecnologías 3D

¿Cómo funciona exactamente la impresión 3D?

¿Cómo funciona exactamente la impresión 3D?


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La impresión 3D es un método muy versátil de producción y creación rápida de prototipos. Durante las últimas décadas, ha estado causando sensación en muchas industrias de todo el mundo.

La impresión 3D es parte de una familia de tecnología de fabricación llamada fabricación aditiva. Esto describe la creación de un objeto agregando material al objeto capa por capa. A lo largo de su historia, la fabricación aditiva ha recibido varios nombres, incluida la estereolitografía, las capas 3D y la impresión 3D, pero la impresión 3D es la más conocida.

Entonces, ¿cómo funcionan las impresoras 3D?

RELACIONADO: COMIENCE SU PROPIO NEGOCIO DE IMPRESIÓN 3D: 11 CASOS INTERESANTES DE EMPRESAS QUE UTILIZAN LA IMPRESIÓN 3D

¿Cómo funciona una impresora 3D?

El proceso de impresión 3D comienza realizando un modelo gráfico del objeto a imprimir. Por lo general, estos se diseñan utilizando paquetes de software de diseño asistido por computadora (CAD), y esta puede ser la parte más laboriosa del proceso. Los programas utilizados para esto incluyen TinkerCAD, Fusion360 y Sketchup.

Para productos complejos, estos modelos a menudo se prueban exhaustivamente en simulación para detectar posibles defectos en el producto final. Por supuesto, si el objeto a imprimir es puramente decorativo, esto es menos importante.

Uno de los principales beneficios de la impresión 3D es que permite la creación rápida de prototipos de prácticamente cualquier cosa. La única limitación real es tu imaginación.

De hecho, hay algunos objetos que son simplemente demasiado complejos para crearlos en procesos de fabricación o creación de prototipos más tradicionales, como el fresado o moldeado CNC. También es mucho más económico que muchos otros métodos de fabricación tradicionales.

Después del diseño, la siguiente fase es cortar digitalmente el modelo para imprimirlo. Este es un paso vital ya que una impresora 3D no puede conceptualizar un modelo 3D de la misma manera que usted o yo. El proceso de corte divide el modelo en muchas capas. El diseño de cada capa se envía al cabezal de la impresora para imprimirlo o colocarlo en orden.

El proceso de corte generalmente se completa con un programa de corte especial como CraftWare o Astroprint. Este software de corte también manejará el "relleno" del modelo creando una estructura de celosía dentro de un modelo sólido para una estabilidad adicional si es necesario.

Esta también es un área donde sobresalen las impresoras 3D. Pueden imprimir materiales muy fuertes con densidades muy bajas mediante la adición estratégica de bolsas de aire dentro del producto final.

El software de corte también agregará columnas de soporte, donde sea necesario. Estos son necesarios porque el plástico no se puede depositar en el aire y las columnas ayudan a la impresora a salvar los espacios. Estas columnas luego se eliminan si es necesario.

Una vez que el programa de corte ha hecho su magia, los datos se envían a la impresora para la etapa final.

A partir de aquí, la propia impresora 3D se hace cargo. Comenzará a imprimir el modelo de acuerdo con las instrucciones específicas del programa de la cortadora utilizando diferentes métodos, dependiendo del tipo de impresora utilizada. Por ejemplo, la impresión 3D directa utiliza una tecnología similar a la tecnología de inyección de tinta, en la que las boquillas se mueven hacia adelante y hacia atrás, y hacia arriba y hacia abajo, dispensando ceras espesas o polímeros plásticos, que se solidifican para formar cada nueva sección transversal del objeto 3D. El modelado de chorros múltiples utiliza docenas de chorros que funcionan simultáneamente, para un modelado más rápido.

En la impresión 3D con aglutinante, las boquillas de inyección de tinta aplican un polvo seco fino y un pegamento líquido, o aglutinante, que se unen para formar cada capa impresa. Las impresoras de carpetas hacen dos pasadas para formar cada capa. La primera pasada deposita una fina capa de polvo, y la segunda pasada usa las boquillas para aplicar el aglutinante.

En la fotopolimerización, las gotas de un plástico líquido se exponen a un rayo láser de luz ultravioleta, que convierte el líquido en sólido.

La sinterización es otra tecnología de impresión 3D que implica fundir y fusionar partículas para imprimir cada capa sucesiva. La sinterización selectiva por láser relacionada se basa en un láser para derretir un polvo de plástico retardante de llama, que luego se solidifica para formar la capa impresa. La sinterización también se puede utilizar para construir objetos metálicos.

El proceso de 3D puede llevar horas o incluso días, según el tamaño y la complejidad del proyecto.

"Hay algunas tecnologías más rápidas que producen salpicaduras en la industria, como la Carbon M1, que utiliza láseres disparados en un lecho de líquido y extrae la impresión, lo que acelera significativamente el proceso. Pero este tipo de impresoras son muchas veces más complicado, mucho más caro, y hasta ahora solo funciona con plástico ". - howtogeek.com.

Independientemente del tipo de impresora 3D que se utilice, el proceso de impresión general suele ser el mismo.

  • Paso 1: Produzca un modelo 3D utilizando software CAD.
  • Paso 2: El dibujo CAD se convierte al formato de lenguaje de teselación estándar (STL). La mayoría de las impresoras 3D utilizan archivos STL además de otros tipos de archivos como ZPR y ObjDF.
  • Paso 3: El archivo STL se transfiere a la computadora que controla la impresora 3D. Allí, el usuario designa el tamaño y la orientación para imprimir.
  • Etapa 4: La impresora 3D en sí está configurada. Cada máquina tiene sus propios requisitos de configuración, como rellenar los polímeros, aglutinantes y otros consumibles que utilizará la impresora.
  • Paso 5: Inicie la máquina y espere a que se complete la compilación. La máquina debe revisarse regularmente durante este tiempo para asegurarse de que no haya errores.
  • Paso 6: El objeto impreso se retira de la máquina.
  • Paso 7: El último paso es el posprocesamiento. Muchas impresoras 3D requieren algún tipo de posprocesamiento, como cepillar cualquier polvo restante o lavar el objeto impreso para eliminar los soportes solubles en agua. El nuevo objeto también puede necesitar curado.

¿Qué puede hacer una impresora 3D?

Como ya hemos visto, las impresoras 3D son increíblemente versátiles. En teoría, pueden crear casi cualquier cosa que se te ocurra.

Pero están limitados por los tipos de materiales que pueden usar para "tinta" y por su tamaño. Para objetos muy grandes, digamos una casa, necesitaría imprimir piezas individuales, o usar una impresora 3D muy grande

Las impresoras 3D pueden imprimir en plástico, hormigón, metal e incluso células animales. Pero la mayoría de las impresoras estarán diseñadas para usar solo un tipo de material.

Algunos ejemplos interesantes de objetos impresos en 3D incluyen, pero no se limitan a: -

  • Prótesis de miembros y otras partes del cuerpo
  • Hogares y otros edificios
  • Comida
  • Medicamento
  • Armas de fuego
  • Estructuras líquidas
  • Productos de vidrio
  • Objetos acrílicos
  • Accesorios de película
  • Instrumentos musicales
  • Ropa
  • Modelos y dispositivos médicos

La impresión 3D claramente tiene aplicaciones en muchas industrias.

¿Cuáles son algunos tipos de software de impresión 3D?

Los diferentes programas de CAD utilizarán una variedad de formatos de archivo, pero algunos de los más comunes son:

  • STL - El lenguaje de teselación estándar, o STL, es un formato de renderizado 3D que generalmente solo puede manejar un solo color. Este suele ser el formato de archivo que utilizan la mayoría de las impresoras 3D de escritorio.
  • VRML - Lenguaje de modelado de realidad virtual, el archivo VRML es un formato de archivo más nuevo. Por lo general, se utilizan para impresoras con más de una extrusora y pueden manejar la creación de modelos multicolores.
  • AMF - Formato de archivo de fabricación aditiva, este es un estándar abierto basado en .xml para impresión 3D. También puede admitir varios colores.
  • GCode - GCode es otro formato de archivo que puede contener instrucciones detalladas que debe seguir la impresora 3D para colocar cada rebanada.
  • Otros formatos - Otros fabricantes de impresoras 3D también tienen sus propios formatos de archivo patentados.

¿Cuáles son los beneficios de la impresión 3D?

Como ya hemos mencionado anteriormente, la impresión 3D puede tener varias ventajas sobre los procesos de fabricación más tradicionales como el moldeo por inyección o el fresado CNC.

La impresión 3D es un proceso aditivo, en lugar de sustractivo como el fresado CNC. La impresión 3D acumula las cosas capa por capa, mientras que la última elimina gradualmente el material de un bloque sólido para crear un producto. Esto significa que, en algunos casos, la impresión 3D puede ser más eficiente en recursos que el CNC.

Otro ejemplo de procesos de fabricación tradicionales, el moldeo por inyección, es ideal para fabricar muchos objetos en grandes volúmenes. Si bien se puede utilizar para crear prototipos, el moldeo por inyección es más adecuado para la producción en masa a gran escala de diseño de producto aprobado. Sin embargo, la impresión 3D es más adecuada para la producción de prototipos o tiradas de producción limitadas a pequeña escala.

Dependiendo del uso, existen otras ventajas de la impresión 3D sobre otros procesos de producción. Estos incluyen, pero no se limitan a:

  • Producción más rápida - Si bien a veces es lenta, la impresión 3D puede ser más rápida que algunos procesos convencionales como el moldeo por inyección y la producción sustractiva.
  • De fácil acceso - La impresión 3D ha existido durante algunas décadas y se ha disparado desde aproximadamente 2010. Ahora hay una amplia variedad de impresoras y paquetes de software disponibles (muchos son de código abierto), lo que facilita que casi cualquier persona aprenda a hacerlo.
  • Productos de mejor calidad - La impresión 3D produce un producto de calidad constante. Siempre que el modelo sea preciso y adecuado para su propósito, y se use el mismo tipo de impresora, el producto final generalmente será siempre de la misma calidad.
  • Excelente para pruebas de diseño y productos - La impresión 3D es una de las mejores herramientas para el diseño y la prueba de productos. Ofrece oportunidades para diseñar y probar modelos para permitir el refinamiento con facilidad.
  • Económico - La impresión 3D, como hemos visto, puede ser un medio de producción rentable. Una vez creado el modelo, el proceso suele automatizarse y el desperdicio de materia prima tiende a ser limitado.
  • Los diseños de productos son casi infinitos - Las posibilidades de la impresión 3D son casi ilimitadas. Siempre que se pueda diseñar en CAD y la impresora sea lo suficientemente grande para imprimirlo, el cielo es el límite.
  • Las impresoras 3D pueden imprimir utilizando varios materiales - Algunas impresoras 3D pueden mezclar o cambiar entre materiales. En la impresión tradicional, esto puede resultar complicado y caro.


Ver el vídeo: Como hacer una impresora 3D gran formato 1 (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Aethelhere

    Es una lástima que no pueda hablar ahora, tengo prisa por ir a trabajar. Pero seré libre, definitivamente escribiré lo que pienso en este tema.

  2. Mathe

    ¿Y qué haríamos sin tu brillante frase?

  3. Mitaxe

    El excelente y debidamente mensaje.

  4. Aldwyn

    Es simplemente una respuesta notable

  5. Uzziah

    Lo siento, pero, en mi opinión, estaban equivocados. Escríbeme en PM.



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