En esta ocasión se hablara de los tipos de impresión 3D, algunas ventajas que se tienen al usarla y las principales áreas que utilizan esta tecnología.
Este tipo de impresión es la fabricación de piezas a partir de un modelo 3D, diseñado en un software CAD (Diseño asistido por computadora), mediante el proceso de la deposición (cambio de estado solido a semiliquido) de capas de material y su posterior consolidación, a través de distintos métodos de impresion.
TIPOS DE IMPRESIÓN 3D
Impresoras 3D por Estereolitografía (SLA)
Consiste en la aplicación de luz ultravioleta a una resina en estado líquido que se encuentra en un recipiente cubico sensible a la luz Ultravioleta.
La luz ultravioleta va solidificando la resina capa por capa. La base que soporta la estructura se desplaza hacia abajo para que la luz vuelva a ejercer su acción sobre el nuevo baño, así hasta que el objeto alcance la forma deseada, posteriormente la base que soporta la estructura sube con la figura deseada ( esta se limpia con alcohol isopropilico).
Con este método se consiguen piezas de muy buena calidad, aunque, por sacar un inconveniente, se desperdicia cierta cantidad de material en función del soporte que sea necesario fabricar.
Algunos ejemplos de impresoras 3D que funcionan por estereolitografía son la Creality: LD-002R
Impresoras 3D de Sinterizacion selectiva por Láser (SLS)
Esta tecnología se realiza del láser que choca con el material utilizado para imprimir los objetos en 3D.
Pese a tener ciertas similitudes con la tecnología SLA, ésta permite utilizar distintos tipos de materiales en polvo (cerámica, cristal, nailon, poliestireno, etc.). El láser impacta en el polvo, funde el material y se solidifica. Todo el material que no se utiliza se almacena en el mismo lugar donde inició la impresión por lo que no se desperdicia nada.
Impresoras 3D por Inyección
Este es el sistema de impresión 3D más parecido a una impresora habitual de tinta, pero en lugar de inyectar gotas de tinta en el papel, inyectan capas de fotopolímero líquido que se pueden curar en la bandeja de construcción y así poder realizar la pieza deseada, su proceso es más industrial.
Impresión por deposición de material fundido (FDM)
Es la técnica más utilizada en el mundo de la impresión 3D, es el modelado por deposición fundida es una tecnología que consiste en depositar polímero (Filamento) fundido sobre una base plana, capa a capa. El material, que inicialmente se encuentra en estado sólido almacenado en rollos, se funde y es expulsado por la boquilla en minúsculos hilos que se van solidificando al contacto con la base que se encuentra a una temperatura normalmente arriba de 50 grados Centigrados, y cada capa va tomando la figura deseada.
La ventaja principal es que esta tecnología ha permitido poner la impresión 3D al alcance de cualquier persona, La serie de la marca Creality es de las impresoras 3D mas comercializadas en el mundo, con mayor soporte y refacciones al alcance de los usuarios un ejemplo seria la ENDER-3-PRO.
Actualmente en este tipo de impresión 3D se utiliza una gran variedad de materiales, entre los que predominan los polímeros ABS y PLA (PLA1.75MM-NEGRO).
Tipos de impresoras 3D FDM: Delta, Cartesiana, Polar e Hibridas
Impresoras 3D Cartesianas
Es el tipo de impresora FDM más común que exisite en el mercado. Reciben este nombre debido al sistema que utilizan de coordenadas cartesianas. Consiste en tres ejes ortogonales (ángulos rectos) el eje X, Y y Z que se utilizan para determinar dónde y cómo se debe mover el cabezal de impresión en las tres dimensiones de forma correcta.
Impresora 3D Delta
Trabajan con coordenadas cartesianas y sus características principales son la cama de impresión circular combinada con el extrusor que se fija por encima con una configuración triangular y con 3 brazos que soportan esa figura.
Cada uno de los 3 brazos puede moverse hacia arriba y hacia abajo, de izquierda a derecha, permitiendo que el cabezal de impresión se mueva en tres dimensiones. Es por ello, que los límites de fabricación de estas máquinas queda únicamente definido por el diámetro de la base y la altura de los brazos.
Las impresoras 3D Delta fueron diseñadas para aumentar la velocidad de impresión..
Impresoras 3D Polares
La diferencia entre esta máquina con respecto a las cartesianas, es que estás utilizan coordenadas polares para imprimir en 3D.
Los conjuntos de coordenadas describen puntos en una cuadrícula circular en lugar de un cuadrado, no determinados por los ejes X,Y y Z, pero con ángulo y longitud.
Esto significa que la cama de impresión, redonda como en el caso de las delta, gira mientras que el cabezal de impresión puede moverse hacia arriba, abajo, izquierda y derecha.
Al tener una superficie que da vueltas, estas impresoras son ideales para objetos que siguen una espiral.
Una ventaja a destacar de las soluciones polares es que pueden funcionar solo con dos motores, mientras que una impresora cartesiana o delta requiere un motor por cada eje, al menos tres, lo que supone un ahorro a largo plazo.
Impresoras 3D híbridas
Se define como impresoras híbridas a una combinación de métodos aditivos (impresión 3D) y métodos sustractivos (mecanizado CNC, fresado, Torneado) en una misma solución.
Consiste en una máquina que permite el intercambio de herramientas para la creación de modelos. En el caso de las impresoras 3D FDM que integran cabezales aditivos, la mayoría de ellas suelen tener una estructura cartesiana.
Los beneficios que puedes tener con este método es la creación de piezas mas complejas, y con terminados mas profesionales, la mayor desventaja podría ser su costo ya que al integrar distintos métodos de fabricación el precio seria más elevado.
Ventajas de la impresión 3D
- Posibilidad de reproducir cualquier geometría sin restricciones de fabricación.
- Ofrece una respuesta inmediata a las necesidades del mercado reduciendo tiempos de fabricación.
- Posibilita la personalización de los productos por parte de los consumidores.
- Reducir errores de montaje y costos.
Sectores de aplicación
Arquitectura y Topografía
Realizar maquetas de proyectos arquitectónicos son el principal ahorro de profesionales de esta industria al reducir costos y tiempos al utilizar la impresión 3D como una herramienta de trabajo.
El otro factor importante es la precisión, que se obtiene con la utilización de estas máquinas y cuán posible es realizar una pieza física con dimensiones que respetan el diseñado o modelado.
Joyería
La impresión 3D propone un menor tiempo de fabricación a los procesos tradicionales de fundición de metales o polímeros.
Menor cantidad de pasos, mayores posibilidades de creación y ahorros en materiales, son algunas de las ventajas en su aplicación en este negocio.
Medicina y Odontología
La creación de modelos biomédicos para aplicar en la práctica y planificación quirúrgica de diferentes ramas de la medicina ya es rentable en la impresión 3D.
Desde archivos exportables de herramientas como scanners, tomógrafos o ecógrafos, es posible materializar en totalidad o parte del modelo obtenido digitalmente.
Esto permite al profesional trabajar y planificar prácticas sobre modelos personalizados y reales de un paciente, como lo son órganos o partes del cuerpo humano.
Moldes para inyección
El moldeo por inyección, es el proceso más utilizado para la fabricación de piezas de plástico en grandes volúmenes, por lo que se utiliza para crear cosas como carcasas, contenedores, tapas de botellas, peines y otras aplicaciones en el mercado.
Educación
La utilización de estas herramientas en el terreno educativo prevé un impacto incalculable a futuro.
La posibilidad de materializar ideas en poco tiempo da posibilidades infinitas a los educadores. Modelos matemáticos, piezas mecánicas, herramientas, objetos de diseño y partes de la anatomía humana o animal, son sólo algunas de las posibilidades que se le abren a los alumnos ante el uso de estas tecnologías en el ámbito escolar.
Prototipado rápido
Este es un servicio en crecimiento con la aparición de esta tecnología y sus posibilidades de aplicación. La generación de prototipos a pedido ha crecido mucho en los últimos años y sigue en aumento ante la continua aparición de nuevos métodos de impresión 3D.
Diseñadores Industriales
Esta es quizá el campo de aplicación más utilizado de forma independiente o bien, utilizado en alguna empresa o industria para crear prototipos de algún sistema. Es quien obtiene las mayores ventajas del uso de la tecnología por ser el responsable en el proceso de creación de productos.
Productos Finales en pequeña escala
Por su bajo costo y rapidez en la creación de productos, para muchos es el mejor nicho de mercado en cuanto a procesos de fabricación.
Se pueden crear productos como: decoración, juegos, juguetes y accesorios, estos son algunos de los ejemplos más utilizados de esta tecnología para llegar a productos finales sin la necesidad de pasar por un método tradicional de fabricación.
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Excelente. Muy clara explicación.
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