Relevante para
La impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva automatizado, en el que una impresora 3D crea un modelo físico basado en datos digitales (un objeto 3D). Todos los tipos de impresión 3D se basan en el mismo principio: crear objetos agregando capas encima (o debajo) de las capas existentes. A partir de este momento, no existe una tecnología de impresión 3D que sea completamente universal y adecuada para cada propósito. Por eso es importante decidir cómo y con qué propósito vas a utilizar la impresora.
FDM son las siglas de Modelado por Deposición Fundida (marca registrada de Stratasys) y FFF significa Fabricación por Filamento Fundido (código abierto). Abarca todas las impresoras 3D, que calientan o derriten polímeros y los empujan a través de una boquilla, extrusora o cabezal de impresión hasta una plataforma, donde se construye el modelo. El material para imprimir se proporciona en bobinas de filamento de 1,75 mm u ocasionalmente de 2,85 mm de diámetro. Las diferencias en los tipos de impresoras radican en cómo se mueven la extrusora y la plataforma de impresión para crear los modelos.
Las impresoras cartesianas se caracterizan por tener al menos tres motores que mueven las partes de la impresora a lo largo de los ejes del sistema de coordenadas cartesianas: Y (adelante y atrás), X (izquierda y derecha) y Z (arriba y abajo). La mayoría de las impresoras de escritorio personales son impresoras cartesianas debido a que están muy extendidas y son de bajo costo.
El modelo que se imprimirá debe cortarse en capas para la impresión. Los ejes Y y X definirán las coordenadas que se imprimirán en una capa, y una vez que la capa esté lista, el eje Z hará que la boquilla se mueva una capa hacia arriba, ya sea moviendo la plataforma de impresión o moviendo la extrusora. Si hay voladizos, le puedes agregar soportes debajo de ellos.
La mayor ventaja de las impresoras cartesianas es lo comunes que son. Hay muchos consejos, trucos y soluciones para problemas en línea. Las piezas para la impresora también las puedes encontrar fácilmente.
En el lado negativo, las impresoras cartesianas, si se utilizan para impresiones más rápidas, tendrán una menor calidad de impresión debido al peso de los ejes. Además, por lo general, el volumen de la impresora es mucho mayor que el volumen de construcción debido al movimiento de todos los ejes.
Al igual que las impresoras cartesianas, el diseño CoreXY también tiene las coordenadas latitudinales y longitudinales determinadas por dos motores y correas de distribución en los ejes Y o X, y la altura de impresión determinada por el eje Z. La diferencia del Core XY es que el movimiento X o Y depende el uno del otro, realizado por un diseño de cinturón muy específico. La superficie de impresión, en este caso, se levantará para encontrarse con la extrusora. Ten en cuenta que no solo la superficie de impresión móvil hace una impresora CoreXY. El rasgo que define el tipo de impresora es el diseño de las correas XY y el movimiento.
Dado que los ejes X e Y son mucho más ligeros, las impresiones más rápidas no tendrán los artefactos que pueden aparecer en las impresiones rápidas en impresoras cartesianas. El diseño también permite que una parte mucho mayor del volumen general sea el volumen de construcción, ya que no es necesario que la superficie de impresión se mueva hacia los lados.
Las correas que utilizan en las impresoras CoreXY son mucho más largas, lo que hace que todos los problemas de las correas sean mayores que con las impresoras cartesianas. Su complicado camino también hace que estos problemas sean más difíciles de reparar. El marco debe ser muy estable y perfectamente cuadrado, de lo contrario, la precisión dimensional será menor.
En las impresoras Delta, la superficie de impresión se detiene y tres motores trabajan juntos para reunirse en el hotend y moverlo con las coordenadas latitudinales y longitudinales, así como la altura del mismo. Estos motores controlan tres postes, y estos postes están conectados al extrusor mediante brazos que moverán el hotend. El nombre del estilo de la impresora (delta = Δ) proviene de la forma triangular que forman los brazos que sostienen el hotend. Este tipo de impresora se diseñó para realizar impresiones más rápidas.
La extrusora de la impresora Delta es muy ligera. Eso, combinado con los 3 motores que lo controlan, hace que esta impresora sea ideal para impresiones rápidas. Esta impresora fue una de las primeras en adoptar el sistema de 32 bits debido al complejo cálculo que necesitas para realizar los movimientos. Parte del atractivo de la impresora es también lo genial que se ve mientras está funcionando.
Todas las impresoras Delta tienen una superficie de impresión circular relativamente pequeña. Esto limita significativamente el espacio de construcción. La alta velocidad de la impresora hace que las impresiones sean menos precisas. Además, es poco común que lo uses como impresora de escritorio, ya que cualquier problema que tenga la impresora puede ser extremadamente difícil de solucionar y arreglar, no solo debido al trabajo complejo y la falta de información, sino también a la falta general y al costo de las piezas. La impresora también necesita trabajar con una extrusora Bowden para hacer que la extrusora sea liviana, lo que puede limitar la cantidad de filamentos que puedes usar.
Esta impresora utiliza el sistema de coordenadas polares, que tiene los puntos en una cuadrícula circular en lugar del cuadrado como sistema cartesiano. La plataforma de impresión no solo se mueve hacia los lados sino que también gira. Esto permite que la extrusora solo se mueva hacia arriba y hacia abajo, y también para un área de construcción grande. Esta impresora tiene un marco muy ligero.
Esta tecnología aún está en desarrollo. Eso hace que la impresora sea muy cara y hace que sea difícil encontrar piezas y soporte técnico cuando tienes problemas.
El principio básico de la impresión por polimerización en tanque, es un tanque que contiene líquido fotosensible (resina) se cura capa por capa mediante una fuente de calor para fabricar el objeto.
Los objetos impresos son casi perfectamente lisos, increíblemente detallados y las capas son casi invisibles para el ojo humano, con una altura mínima de capa que va de 25 a 100 micrones. La mayor desventaja de esta tecnología puede ser una superficie de impresión más pequeña y también la toxicidad de las resinas líquidas. Debes tratar de evitar que las resinas toquen la piel y evitar inhalar los vapores de resina.
Los objetos impresos no son aptos para el uso inmediato una vez finalizado el trabajo de impresión, ya que tienden a ser un poco blandos y pegajosos, lo que se debe a la resina no solidificada sobrante en la superficie del objeto. Le recomendamos lavar el objeto en alcohol isopropílico y curarlo más con luz ultravioleta.
La forma de cada capa se muestra como una máscara semitransparente en una pantalla LCD, y la exposición se realiza empleando un LED UV de alto rendimiento. La luz ultravioleta solo puede atravesar los píxeles blancos de la pantalla. Debido a la resolución fija de la pantalla LCD, los objetos impresos tienen una resolución XY fija. Este método también cura una capa completa a la vez, lo que significa que no importa cuántos objetos haya en la plataforma de impresión.
La exposición se realiza mediante un rayo láser UV. El rayo está controlado por dos espejos y "dibuja" cada capa gradualmente. El tiempo necesario para solidificar una sola capa depende del tamaño del área que necesitas solidificar. En pocas palabras, cuantos más objetos haya en la plataforma de impresión, más tardará la impresión.
Toda la capa se solidifica a la vez gracias a un proyector digital. Las áreas que reciben exposición del proyector se solidifican. La ventaja de este método es obvia: cada capa se solidifica en la misma cantidad de tiempo, sin importar cuántos objetos haya en la plataforma de impresión.
Sinterización por láser selectiva
Otro tipo de tecnología de impresión 3D es SLS y DMLS, que utilizan un proceso llamado sinterización. Básicamente, cada vez que imprimes una nueva capa, un cilindro esparce una fina capa de polvo fino por la plataforma, que luego se sinteriza con un láser en la forma requerida. Cuando terminas la impresión, todo el objeto se cubre con el polvo de impresión. Debido a cómo funciona este método, los objetos impresos deben tener agujeros, a través de los cuales se vierte el exceso de polvo. El material sin sinterizar lo puedes reutilizar para las próximas impresiones, lo que significa que desperdicias muy poco material. Otra ventaja es el hecho de que las capas son casi invisibles. Estas impresoras no están muy extendidas entre el público en general. Debido al uso principal en varias industrias, los precios son notablemente más altos: las máquinas más baratas comienzan en alrededor de 6000 USD.
Existen otros tipos de tecnología y diseños, como "Jetting" o impresoras de hormigón y metal, que utilizan varios métodos. Dado que en la mayoría están reservados para aplicaciones industriales debido al precio y las patentes, no se incluyen aquí.