Las impresoras 3D son actualmente populares en muchos campos técnicos como medicina, diseño industrial, … La mayoría de estas impresoras utilizan diseños informáticos (CAD) para procesar esta información y representar objetos en tres dimensiones. El formato utilizado por la impresora aún no se ha estandarizado y es el formato STL más popular en las impresoras 3D.
Estos son los diferentes tipos de impresoras 3D
Modelado por deposición fundida (FDM)
Scott Crump, el fundador de Stratasys Ltd., desarrolló por primera vez esta tecnología en 1980, conocida como Fusion Deposition Modeling o FDM. Las piezas impresas FDM pueden convertirse en las piezas finales de la producción, porque los productos acabados tienen una alta resistencia mecánica, propiedades térmicas y químicas y pueden utilizarse para trabajos de diseño de ingeniería
Los objetos 3D se crean superponiendo capas de material de abajo hacia arriba. Un filo hilo de plástico pasa por la extrusora, la cual calienta el material para darle la forma deseada, y luego lo coloca en la posición indicada por el archivo de diseño CAD; repita este proceso hasta completar todas las capas, según los materiales utilizados. debe eliminarse manualmente o mediante una solución detergente.
Este proceso es más lento que la estereolitografía, donde ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) y PC (policarbonato) son los materiales termoplásticos más utilizados en las impresoras 3D FDM. Algunos termoplásticos incluso se pueden utilizar para envases de alimentos y productos farmacéuticos, lo que lo convierte en un método de impresión 3D popular en FDM en la industria médica. El cubo de 3D Systems es un ejemplo de este tipo de maquinaria.
Estereolitografía. Impresoras 3D SLA
El SLA (Stereolithography Equipment) es el sistema más antiguo de impresión 3D. En 1986, Charles Hull (cofundador de 3D Systems, Inc.) solicitó una patente. La tecnología se puede utilizar para crear piezas para prototipos de diseños de plástico, convertir diseños o dibujar sobre objetos reales impresos en 3D.
La impresora SLA 3D utiliza el principio de fotopolimerización para convertir una parte de plástico líquido de un milímetro (resina fotosensible) en un objeto 3D sólido a través de una capa delgada mediante deposición láser hasta que se completa la impresión. Se utilizan con exceso de plástico líquido y se endurecerán hasta convertirse en un sólido con el tiempo. Cuando el objeto termina de imprimirse, debe enjuagarse con un solvente y luego colocarse en un horno ultravioleta para completar el proceso y aumentar la resistencia del material. La calidad dependerá del tipo de máquina SLA utilizada. Por lo general, el archivo 3D transferido a la impresora está en formato STL.
Formlabs es otra empresa que fabrica impresoras 3D SLA. Actualmente vende impresoras 3D Form 2 y Form 1 con excelente calidad. El modelo Form 2 funciona a través de Wifi, que es más popular.
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Sinterización selectiva por láser (SLS)
SLS es una tecnología que utiliza láser como fuente de energía para formar objetos sólidos en 3D. La tecnología fue desarrollada en 1980 por Carl Deckard y Joe Beaman de la Universidad de Texas. La principal diferencia entre SLS y SLA es que el primero utiliza materiales en polvo en polvo. La tinta reemplaza la resina líquida.
A diferencia de las dos tecnologías anteriores, SLA y FDM, SLS no requiere ninguna estructura de soporte, porque el objeto a imprimir siempre está rodeado de polvo sinterizado. El material a imprimir puede ser cualquier material, desde nailon, cerámica, vidrio hasta ciertos metales, como aluminio, acero o plata. Además, otra gran ventaja de este sistema es que una vez terminada la pieza de trabajo, el material sobrante se puede reutilizar para trabajos futuros.
SLS es el sistema de impresión 3D más extenso de la industria, no para usuarios domésticos, porque la tecnología requiere láseres de alta potencia, por lo que las impresoras requieren una gran inversión.
Fusión selectiva por láser (SLM)
La historia de MST comenzó en 1995 con un proyecto de investigación alemán realizado por el equipo ILT del Instituto Fraunhofer. La fusión láser selectiva (SLM) es una tecnología que también utiliza datos CAD 3D como fuente y forma de objetos 3D. Un rayo láser de potencia se funde y fusiona el polvo metálico. A diferencia de la sinterización selectiva por láser, en el proceso SLM, el material metálico se funde completamente en una pieza tridimensional 3D.
El formato de archivo utilizado por la impresora también es un archivo STL estándar.
Este método de impresión se usa ampliamente en piezas con formas geométricas complejas y estructuras de canales de paredes delgadas, huecas u ocultas, como proyectos aeroespaciales y ortopedia médica.
Electronic Beam Melting (EBM)
EBM es otro aditivo para la fabricación de piezas metálicas. Originalmente fue fabricado por Arcam AB Inc. a principios de este siglo. Al igual que SLM, este método de impresión 3D es una tecnología de lecho de fusión en polvo. SLM utiliza un rayo láser de alta potencia como fuente de energía, mientras que EBM utiliza un rayo de electrones. Ésta es la principal diferencia entre los dos métodos. El resto del proceso es muy similar.
El material utilizado en EBM es polvo metálico, que se puede fundir capa por capa en una capa 3D mediante una computadora, que puede controlar el haz de electrones bajo alto vacío. A diferencia de SLS, EBM se utiliza completamente para fundir polvo metálico. Este proceso se suele llevar a cabo a altas temperaturas de hasta 1000 ° C.
La aplicación de MBE se centra principalmente en implantes médicos y aeroespacial.
Fabricación de Objeto laminado (LOM)
Laminated Objet Manufacturing (LOM) es uno de los sistemas de creación rápida de prototipos desarrollados por Helisys Inc., una empresa de California.
En el proceso LOM, el calor y la presión se utilizan para fusionar diferentes capas de materiales (papel laminado recubierto con adhesivo, plástico o metal) y luego se cortan en ciertas formas con un láser o cuchillo controlado por computadora.
Proceso de fabricación impresoras 3D LOM
El proceso de LOM incluye varios pasos. Primero, convierta el archivo CAD a un formato de computadora, generalmente STL o 3DS. La impresora LOM utiliza papel continuo recubierto con adhesivo y lo esparce por todo el sustrato a través de un rodillo de calor. El rodillo calentado que pasa la hoja de material sobre el sustrato derretirá su adhesivo. Luego puede rastrear el láser o el tamaño de la herramienta de la pieza requerida. El láser también eliminará las sombras del exceso de material para ayudar a eliminarlo fácilmente después de la impresión.
Una vez que se completa la capa, la plataforma se mueve hacia abajo aproximadamente un dieciseisavo de pulgada. Se extrae una nueva pieza de material a través del sustrato y se adhiere con un rodillo calentado. Repita el proceso una y otra vez hasta que la pieza 3D esté completamente impresa. Después de cortar cualquier exceso de material, se puede lijar o sellar con pintura. Si se utiliza un material de papel en el proceso de impresión, el objeto tendrá propiedades similares a la madera, lo que significa que debe protegerse de la humedad. Por lo tanto, puede ser una buena idea cubrirlo con laca o pintura.
LOM puede ser un método de impresión 3D asequible y rápido, aunque no es tan popular como otros métodos. Debido a que las materias primas no son tan caras, el costo de impresión es bajo.
Hoy, Cubic Technologies, el sucesor de Helisys Inc., es el fabricante líder de impresoras LOM. Hoy en día, no muchas empresas utilizan la tecnología LOM. Pero cabe mencionar que la empresa irlandesa MCOR Technologies Ltd. que vende impresoras 3D LOM. Su equipo es ampliamente utilizado por artistas, arquitectos y desarrolladores de productos para crear proyectos asequibles con papel normal.
