Tecnologías de impresión 3d

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¿Qué tipos de tecnologías de impresión 3d hay en el mercado?

En la actualidad en el mercado podemos encontrar diferentes tipos de tecnologías de impresión 3d. Tres de ellas son las que más se han desarrollado y las que están marcando el ritmo de desarrollo de la tecnología en este sentido. Con cada una de ellas se realizan piezas diferentes y con acabados muy distintos.

Las tres tecnologías principales de la impresión 3d en la actualidad son:

 

Tecnología aditiva en la impresión 3d

Con esta tecnología podemos elaborar productos en su totalidad, partiendo de un diseño y hasta que se materializa completamente. Su principal ventaja es que se pueden realizar piezas de gran complejidad geométrica en poco tiempo.

Los objetos que se obtienen con este tipo de impresión tienen un acabado casi perfecto, siendo sus diferentes capas casi inapreciables por el ojo humano.

Las máquinas que imprimen 3d con esta tecnología van agregando capas de material desde el principio del mismo hasta conseguir su aspecto final. Estos procesos aditivos incluyen todo tipo de tecnología prototipada rápida. Los métodos más habituales son los siguientes: FDM, FFF, Estereolitografía (SLA) o el Sinterizado Selectivo Láser (SLS).

Tecnologías de impresión 3d

 

Tecnología de deposición de material plástico

Las impresoras que utilizan la tecnología de deposición de material plástico son las más populares del mercado.  De hecho fue la primera que se desarrolló. Fue en los años ochenta del siglo XX y su artífice fue Scott Crump, fundador de la empresa Stratasys.

Para su funcionamiento, las máquinas de impresión 3d de tecnología de deposición emplean plástico ABS y el polímero biodegradable que se conoce con las siglas PLA.

Tecnologías de impresión 3d

Para trabajar la impresora de este tipo necesita una superficie donde se depositará la pieza y de la que se podrá separar sin ningún problema. La impresión del objeto que queremos crear comienza desde la capa inferior.

Para crear el objeto se emplea un hilo que, tras pasar por un extrusor, se calienta hasta llegar al punto de fusión, adquiere la forma que la impresora le va dictando. Eso sí, formando capas. Una vez que se haya depositado se enfriará solidificándose. Este proceso se repetirá en cada capa. Cuantas más capas haya o más delgadas sean las capas, mayor será la calidad del objeto obtenido.

 

Impresión 3d con tecnología láser

Hay dos sistemas que emplean tecnología láser para crear objetos en 3d: la Estereolitografía (también conocida como SLA) y la Selective Laser Sintering (popularmente conocida con las siglas SLS).Tecnologías de impresión 3d

La impresión por estereolitografía se produce capa a capa, pero partiendo de una base que se mueve hacia arriba (o hacia abajo) desde la que se elabora la pieza en cuestión. El material que emplea este tipo de impresora es la resina fotocurable (líquida). Esta sustancia se caliente con el calor del láser ultravioleta que activa la curación de la resina haciendo que se solidifique en la capa que se está imprimiendo.

La principal ventaja de la impresión 3d con tecnología láser es que se obtienen piezas de un acabado de máxima calidad. Otro aspecto destacado de esta impresión 3d es que requiere menos tiempo que otros sistemas para realizar los trabajos.

Su principal problema es que se desperdicia mucho material en el proceso de impresión.

En lo que respecta a la Sinterización Selectiva Láser hay que destacar que, partiendo de la base de la impresión estereolitografía, se ha perfeccionado consiguiendo que pueda emplearse gran variedad de materiales (poliestireno, materiales cerámicos, cristal, nylon y materiales metálicos). Todos estos productos se usan en polvo.

Su funcionamiento se basa en el impacto del láser sobre el material, momento en el que se funde y, posteriormente, se solidifica dando forma a la capa que formará parte de un objeto final. El material en polvo que no se emplea en la impresión 3d se acumula soportando la pieza que se va formando. Una vez que retiremos el objeto el material se desprenderá y podremos reutilizarlo para realizar otros trabajos.

A la hora de escoger una impresora 3d es importante escoger aquella tecnología que más se adapte a nuestra actividad profesional. Si no conocemos las particularidades y prestaciones concretas de cada una, lo mejor es consultar al distribuidor que nos ofrecerá asesoramiento especializado.

Objetos flexibles en impresión 3d

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Ya es posible obtener Objetos flexibles en impresión 3d. Aunque se trata de una fórmula aún en desarrollo, hoy es posible obtener objetos que se hayan diseñado y creado en impresoras 3d cuya característica principal sea la flexibilidad y la deformación.

Objetos flexibles en impresión 3dLos profesionales encargados de desarrollar esta posibilidad de la impresión 3d han sido los participantes en el proyecto Disney Research del Multimodal Simulation Lab (que en el caso de España se concentran en varios departamentos de la Universidad Juan Carlos I).

Una iniciativa que se enmarca en una línea de trabajo global denominada ERC Starting Grant Animetrics, propuesta que persigue el diseño de diferentes modelos de simulación del comportamiento mecánico de fenómenos y objetos cotidianos para su posterior fabricación.

 

Objetos flexibles en impresión 3d: Técnica

Para conseguir que los objetos obtenidos en una impresión 3d sean flexibles se trabaja en dos direcciones fundamentales: el diseño y el material que se emplea tras el extruido.

AXIOMeAsí pues, para que un objeto impreso en 3d sea flexible es necesario que se trabaje sobre la malla del mismo. Esta debe ser deformable, de manera que la máquina por ejemplo de Airwolf 3d, en concreto las nuevas series Axiom calcule que el objeto impreso sea capaz de adquirir esta forma y, por ende, consigamos un objeto flexible que nos permita su manipulación. Además, se toma como punto de partida varias entradas.

Es decir, varias posiciones de un mismo objeto en el que se adquieran diferentes posturas, información con la que se desarrollará un objeto que pueda desarrollar todas estas acciones.

Es lo que los profesionales de este ámbito del diseño denominan objeto con propiedades mecánicas heterogéneas que se adaptan a las deformaciones deseadas del emisor.

Esta opción de realizar objetos flexibles en impresión 3d se puede desarrollar con dos opciones: una en la que se emplean dos materiales y una en la que solo se emplea un único elemento, lo que supone una importante reducción de costes.

En cualquier caso, siempre requiere de un trabajo de diseño muy ajustado y de muchos cálculos previos.

Para realizar este tipo de trabajo de objetos flexibles, un diseñador puede utilizar el programa CAD 3D y la impresora 3d realizará los cálculos necesarios para que el objeto tenga las propiedades señaladas en la malla que será siempre la mejor posibilidad de cuantas existan.

 

Objetos flexibles en impresión 3d: Aplicaciones

flexy3Hasta el momento, la aplicación de los objetos flexibles en impresión 3d solo se ha conseguido materializar en juguetes de pequeño tamaño, por lo que todavía hay que esperar a que se produzcan nuevos avances en este sentido.  Y es que la creación de objetos flexibles en impresión 3d se encuentra todavía en una fase experimental donde se ha investigado mucho pero se ha aplicado en pocas ocasiones.

Se espera que en los próximos años se desarrollen trabajos que se apliquen en los ámbitos de la medicina (sobre todo en lo que se refiere a las prótesis), el diseño de tejidos, la realización de complementos y ropa, así como en el sector del mueble (con el diseño y personalización de elementos del mobiliario).

 

Objetos flexibles en impresión 3d: Soluciones temporales

Mientras se sigue desarrollando la impresión 3d flexible y deformable de objetos, hay que tener en cuenta que en el mercado hay impresoras 3d que realizan trabajos con materiales flexibles como la goma. Una solución intermedia con la que se pueden obtener objetos de naturaleza flexible aunque no deformable.

Especialmente útiles son los filamentos flexibles. Estos materiales se adquieren en bovinas de diferente metraje y color, dependiendo de las necesidades del propietario y dependiendo del tipo de impresora 3d tendrán un grosor u otro.

Impresoras 3D recomendadas

Materiales para impresoras 3D

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El rápido desarrollo de la impresión en 3D ha disparado sus aplicaciones en la vida diaria. De hecho, en la actualidad es complicado encontrar un ámbito en el que no se hayan realizado objetos impresos en tres dimensiones. Los materiales para impresoras 3D, son diversos y en este artículo hablaremos de ellos.

De manera paralela a esta actividad, se desarrollan los materiales con los que se elaborarán los diferentes trabajos en 3D. Materia prima que se estudia y adapta para obtener los mejores resultados posibles. Por lo que, a diferencia de las impresoras tradicionales, aquí no hablamos de un único elemento sino de distintos materiales para la impresión en tres dimensiones.

 

Diferentes materiales para impresoras 3D

Los materiales que se emplean con más asiduidad en la impresión en tres dimensiones son los siguientes:

Materiales para impresoras 3D

PLA

  • Su nombre completo es poliácido láctico y es uno de los materiales preferidos para la impresión en tres dimensiones.
  • Se trata de un material creado a partir de recursos naturales como la raíz de la tapioca, el almidón o la caña de azúcar. Estamos, pues, ante un material biodegradable y no contaminante.
  • A diferencia de otros materiales derivados del plástico, se puede utilizar a muy baja temperatura (entre 190 y 200 grados centígrados).
  • Los objetos que se realizan con PLA son relativamente frágiles, lo que supone un hándicap para quienes lo emplean habitualmente.
  • Estos materiales para impresoras 3D suele utilizarse para la creación de objetos desechables que se emplean en el envasado de productos alimenticios.

 

ABS
Materiales para impresoras 3D

  • Se trata de un termoplástico (derivado del petróleo) compuesto por tres sustancias: acrilonitrilo, butadieno y estireno.
  • El ABS se sirve en bombinas de filamentos de diferente diámetro.
  • Es un material que ofrece gran dureza y resistencia a los objetos que se realizan con él.
  • Para crear objetos en tres dimensiones con ABS, el material debe alcanzar los 230-245 grados de temperatura.
  • Los objetos creados con este material en impresoras de tres dimensiones se pueden pulir, limar, agujerear y lijar para conseguir un mejor acabado o para ensamblarlo en una estructura mayor. Esto hace que sea el material preferido para quienes realizan piezas u objetos que se emplean en procesos industriales.
  • Estos materiales para impresoras 3D suelen combinarse con otro material (el HIPS, un poliestireno de alto impacto) para hacer piezas que tienen hueco su interior.
  • El ABS es uno de los materiales más habituales en la impresión en tres dimensiones y en otros ámbitos, como el de la juguetería. De hecho, en la actualidad, las piezas de LEGO se elaboran con ABS.

 

PVA

  • Su nombre completo es alcohol de polivinilo.
  • Se trata de un plástico biodegradable que se emplea en la impresión en tres dimensiones realizada con impresoras de cabezas múltiples. Es decir, para la creación de objetos que requieren de gran precisión.
  • Estos materiales para impresoras 3D se emplean a una temperatura muy baja, en torno a los 180 grados centígrados.
  • Su principal problema es que se disuelve en agua, por lo que los objetos que se crean con PVA tienen una vida muy corta.

 

NYLON

Esta fibra sintética es otro de los materiales Materiales para impresoras 3Dhabituales de la impresión en tres dimensiones.

Estos materiales para impresoras 3D se utilizan, sobre todo, en las aplicaciones textiles de esta técnica y se encuentra en un estadio inicial de desarrollo. Y es que los elementos en tres dimensiones creados con esta materia prima tienden a encoger de tamaño, y a curvarse. Además resulta complicado combinarlo con otros materiales ya que no se adhiere al aluminio o al cristal.

 

PET

Aunque popularmente lo conocemos por las aplicaciones que este material tiene en la fabricación de botellas de agua desechables, también se emplea en la creación de objetos en tres dimensiones.

Se emplea para imprimir objetos transparente de gran dureza.

Sus características y comportamiento en la creación de objetos, es muy similar a las del PLA.

 

Otros materiales para impresoras 3D experimentales

Además de los ya mencionados, hay otros materiales que se emplean en la impresión en tres dimensiones, aunque sus usos todavía están muy limitados o se encuentran en fase experimental. Algunos de ellos son: el laywood-3d (una mezcla de serrín y polímero), el filafex (un producto muy elástico cuyo estudio encabeza España) y el hdpe (un polietileno de alta densidad).