Impresión 3D
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¿Qué es la impresión 3D?
La impresión 3D es una forma de construcción por capas a través de la cual se puede construir cualquier cosa partiendo de 0. Fue una revolución en la década de los 2010 y actualmente es utilizada para infinidad de aplicaciones desde médicas hasta recreativas.
¿Es rentable el negocio de la impresión 3D?
Actualmente debido a la infinita posibilidad de crear que tienen estos aparatos donde literalmente tu imaginación es el límite, la respuesta es SI, un si con mayúsculas ya que la demanda de piezas raras de maquinaria o piezas que no existen está creciendo exponencialmente. Además la inversión inicial es relativamente baja (menos de 1000€) por lo que es una oportunidad de negocio bastante interesante.
Tipos de impresión 3D
Aunque la más conocida es la impresión mediante extrusión, existen varios tipos de impresión 3d que a continuación te exponemos:
Material de encuentro (Material jetting)
Es un proceso de impresión 3D, que permite imprimir diferentes materiales en el mismo objeto. Gotas pequeñas de material se depositan y curan selectivamente en una placa de construcción. Usando fotopolímeros o gotas de cera que se curan cuando se exponen a la luz, los objetos se forman de una capa a la vez.
Funciona de manera similar a una impresora de inyección de tinta estándar. La diferencia clave es que, en lugar de imprimir una sola capa de tinta, varias capas se construyen unas sobre otras para crear una parte sólida. Además, en lugar de utilizar un solo punto para seguir una ruta que describe el área de la sección transversal de una capa, las máquinas MJ depositan el material de construcción en línea, de esta manera se puede fabricar múltiples objetos en una sola línea sin afectar la velocidad de construcción.
Fusión en polvo (SLS)
Es un proceso de impresión 3D en el que una fuente de energía térmica induce selectivamente la fusión entre partículas de polvo dentro de un área de construcción para crear un objeto sólido.
A medida que expiran las patentes industriales, estos tipos de tecnología 3D son cada vez más comunes y de menor costo. Un recipiente de polvo de polímero se calienta. A continuación, una cuchilla de recubrimiento deposita una capa muy delgada del material en polvo, sobre una plataforma de construcción. Entonces, un rayo láser escanea la superficie, luego sinteriza selectivamente el polvo y solidifica una sección transversal del objeto.
Cuando se escanea toda la sección transversal, la plataforma de construcción baja el grosor de una capa en altura. La lámina de recubrimiento deposita una nueva capa de polvo sobre la capa recién escaneada, y el láser sinteriza la siguiente sección transversal del objeto. Estos pasos se repiten hasta que todos los objetos están completamente fabricados.
Polimerización de VAT (SLA)
La polimerización de VAT, es un proceso de impresión 3D en el que una resina de fotopolímero en una tina es curada selectivamente mediante una fuente de luz. Las dos formas más comunes de polimerización de depósitos son: SLA (estereolitografía) y DLP (Procesamiento de luz digital).
La diferencia fundamental entre estos tipos de tecnología 3D, es la fuente de luz que utilizan para curar la resina. Las impresoras SLA utilizan un láser de punto, en contraste con el enfoque de voxel utilizado por un proyector de luz.
SLA fue la primera tecnología de impresión 3D del mundo. Chuck Hull inventó la estereolitografía en 1986, quien presentó una patente sobre la tecnología y fundó la empresa 3D Systems para comercializarla.
Una impresora SLA utiliza espejos, conocidos como galvanómetros o galvos, uno colocado en el eje X y otro en el eje Y. Estos galvos dirigen un rayo láser a través de una tina de resina, curando y solidificando selectivamente una sección transversal del objeto dentro de esta área de construcción, construyéndolo capa por capa.
Extrusión de material (FDM)
La extrusión de material es un proceso de impresión 3D en el que un filamento de material termoplástico sólido se empuja a través de una boquilla caliente, fundiéndolo en el proceso. La impresora deposita el material en una plataforma de construcción a lo largo de una ruta predeterminada, donde el filamento se enfría y se solidifica para formar un objeto sólido.
Los dispositivos de extrusión de materiales son los tipos de tecnología de impresión 3D más comunes y económicos del mundo. Son usualmente conocidos como modelado de deposición fundida, o FDM. También se les conoce como fabricación de filamentos fundidos, o FFF.
Su funcionamiento se debe a un carrete de filamento que se carga en la impresora 3D y se alimenta a través de una boquilla en el cabezal de extrusión. La boquilla de la impresora se calienta a una temperatura deseada, con lo cual un motor empuja el filamento a través de la boquilla calentada, lo que hace que se derrita.
Luego, la impresora mueve el cabezal de extrusión a lo largo de las coordenadas especificadas, depositando el material fundido en la placa de construcción, donde se enfría y se solidifica.
Una vez que se completa una capa, la impresora procede a colocar otra capa. Este proceso de impresión de secciones transversales se repite, construyendo capa sobre capa, hasta que el objeto está completamente formado.
El desarrollo de impresión 3D
La impresión 3D es un desarrollo de construcción aditiva (también llamado prototipado rápido) que radica en hacer elementos rígidos cubierta por cubierta desde un diseño tridimensional desarrollado por PC.
En la imagen siguiente se expone como es el fluído de impresión 3D para que lo consigas continuar a lo largo de la aclaración.
El desarrollo es aplicado por todas las tecnologías de impresión 3D (SLA,FDM, SLS, etc.) y sigue las etapas indicadas a continuación:
Modelado 3D
Para imprimir un elemento 3D es requisito tener un modelo tridimensional desarrollado por algún programa de interfaz 3D (programa CAD). El modelo 3D puede ser desarrollado desde el princípio con programas como Tinkercad, Sketchup 3D, 3DSlash, se puede bajar de alguna librería de modelos 3D (como Thingiverse) o puede ser desarrollado desde escaneo 3D (ingeniería inversa).
Una vez desarrollado el modelo 3D, se almacena en un archivo (formato stl, obj, etc.) para después ser utilizado por un laminador.
Laminado 3D (corte 3D)
El archivo STL detalla la área y forma del objeto 3D. Este archivo es convertido a código G (gcode) por medio de un desarrollo de laminado utilizando algún programa slicer (laminador) como Cura 3D, Simplify3D o Slic3r.
El programa slicer facilita modificar parámetros indispensables para el desarrollo de construcción como el volumen y forma de los soportes, temperatura de la cama, agilidad de los ventiladores, etc.
El código G es un lenguaje de programación de control numérico empleado para enviar las normas a la impresora 3D.
Impresión 3D
Cuando los parámetros de impresión fueron configurados, es instante de enviar los comandos a la impresora 3D.
Para que la impresión se logre realizar, es requisito que el material de impresión (filamento, resina, polvo, etc.) esté colocado en el sitio correspondiente de la impresora 3D.
Las normas de impresión están en gcode (o x3g para la situacion de las makerbot) y se tienen la posibilidad de comunicar a la impresora 3D en alguno de las e formas siguientes:
- En el mismo instante con el programa Slicer conectado a través de USB, Ethernet, Wifi, etc.,
- Usando una tarjeta SD y dejar que la impresora 3D trabaje de manera autónoma.