Guias

Las impresoras 3D pueden resultar abrumadoras para quienes no están capacitados en la ingeniería de máquinas complejas. La calibración y nivelación, la extrusora y muchas partes diferentes de una impresora 3D pueden intimidar a los principiantes. Escribimos esta guía para explicar las diferentes partes de la impresora 3D, sus usos y desenmascarar el mito de que las impresoras 3D son demasiado complicadas.

Cada componente de la impresora 3D se describe brevemente, así como cualquier breve consejo que tengamos sobre el mejor uso de la impresora 3D, por calidad, confiabilidad o cualquier otra ventaja. También hemos incluido componentes de impresoras 3D que recomendamos como de alta calidad y duraderos.

La mayor parte de esta guía se centra en las impresoras 3D FDM estándar, pero también hemos incluido resúmenes de las diferencias entre las impresoras 3D delta y las impresoras 3D de resina .

Partes de la impresora 3D Sección 1: Partes directamente involucradas en la impresión

Extrusora

La extrusora de impresora 3D es donde suceden todos los procesos internos del proceso de impresión. La extrusora consta de muchas piezas más pequeñas, que abarcan el extremo frío y el extremo caliente. Describimos el extremo caliente por separado, ya que en algunos casos el extremo frío y el extremo caliente se colocan en partes separadas de la impresora 3D.

Algunas piezas de impresora 3D extrusora que recomendamos:

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El extremo frío de la extrusora guía el filamento hacia el extremo caliente, sujetándolo y alimentándolo para fundirlo y depositarlo en la cama de impresión. Está compuesto por partes que incluyen:

• Engranaje de transmisión de filamento : también conocido como engranaje de tallado, el engranaje de transmisión de filamento agarra el filamento y lo empuja hasta el extremo caliente. Es una parte importante, ya que los engranajes de baja calidad pueden causar errores y obstrucciones, que son una molestia para tratar.
• Engranaje loco : una rueda que empuja el filamento contra el engranaje impulsor del filamento. Se ve similar al engranaje impulsor y asegura que el filamento se mantenga firmemente en su lugar mientras se empuja a través del extremo frío para que no haya obstrucciones. La mayoría de las impresoras tienen una forma de ajustar la tensión del engranaje loco para que no apriete el filamento demasiado fuerte o demasiado poco.
• Sistema de alimentación: un sistema Bowden o un extrusor de accionamiento directo:

Extrusoras Bowden : Las extrusoras Bowden están configuradas de manera que los extremos frío y caliente estén separados, con el extremo frío generalmente atornillado al costado del marco. Esto tiene ventajas, ya que el extremo caliente es más liviano y, por lo tanto, puede viajar más rápido con menos masa y menos posibilidades de sobrepaso, para que pueda imprimir más rápido . Un tubo de PTFE se usa generalmente para guiar el filamento desde el extremo frío al extremo caliente para fundirlo. Las impresoras Delta 3D siempre se configuran con extrusoras Bowden.

Extrusora directa: las extrusoras directas tienen el extremo frío directamente encima del extremo caliente, y el filamento recorre una distancia más corta. Se cree que las extrusoras directas son mejores para los filamentos flexibles , aunque no siempre es así. También hay menos recorrido para el filamento para que ocurra cualquier error durante.

Extrusoras duales : algunas impresoras 3D tienen dos extrusoras en lugar de una, lo que se conoce como sistema de extrusora dual. Esto permite la impresión de soportes en materiales solubles en agua como PLA que son mucho más fáciles de quitar, o la impresión con dos colores diferentes. Algunas impresoras 3D de doble extrusora , como las de BCN3D, son sistemas independientes de doble extrusora que pueden imprimir dos objetos diferentes simultáneamente.

• También tenemos una guía detallada y separada para extrusoras de impresora 3D .
• También tenemos una guía del comprador para las mejores impresoras 3D de doble extrusora .

Extremo caliente

El extremo caliente de la impresora 3D es donde se funde el filamento para depositarlo. Por una parte tan pequeña, tiene un gran impacto en la calidad de impresión, e invertir en un hot end de buena calidad siempre rinde dividendos.

• También tenemos un artículo detallado y separado centrado en los extremos calientes de las impresoras 3D .

Dependiendo del material que desee imprimir, es posible que necesite un extremo caliente más resistente hecho de metal, en lugar de un extremo caliente estándar de PEEK . Los extremos calientes de PEEK suelen ser útiles hasta alrededor de 230C, lo suficiente para imprimir ABS y PLA , pero no lo suficientemente robustos para materiales más duros como PETG y Nylon . Sin embargo, los extremos calientes de metal pueden soportar temperaturas mucho más altas y son conocidos por su confiabilidad. También pueden crear impresiones con menos exudación y un acabado superficial ligeramente más nítido, y generalmente son más fáciles de limpiar.

Las partes del hot end incluyen:

• Disipador de calor : se asegura de que el filamento no se derrita antes de que llegue a la boquilla, ya que esto puede causar atascos, especialmente con el filamento PLA .
• Ventilador de enfriamiento : enfría el filamento una vez que se deposita en la cama de impresión para que el plástico fundido se solidifique más rápido y mantenga mejor su forma, evitando el aspecto deformado y descuidado. Un ventilador es especialmente importante para las estructuras de puentes y voladizos delicados, y hace que los bordes sean más nítidos. Las piezas impresas sin ventilador comienzan a parecerse cada vez más al Pokémon Muk a medida que la gravedad saca el plástico de su forma natural antes de que pueda endurecerse.
• Bloque y cartucho calefactor : las partes responsables del calentamiento y fusión del filamento.
• Termistor: el sensor que monitorea la temperatura del bloque calentador.
• Boquilla : se explica con más detalle a continuación.

Boquilla

La boquilla de la impresora 3D encaja en el extremo del extremo caliente, y es desde donde se extruye el filamento para llegar a la cama de impresión y formar el modelo. Hay que tomar decisiones sobre qué boquilla usar en su impresora 3D, ya que la calidad de impresión puede variar drásticamente según el tamaño de su boquilla.

Algunas piezas de impresora 3D de boquillas que recomendamos:

Material de la boquilla de la impresora 3D	Donde comprar	Precio
Latón	Amazon aquí	€ 9 (por 24 boquillas)
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Las boquillas más pequeñas, como las de entre 0,15 mm y 0,4 mm, son más precisas y pueden imprimir detalles con mayor precisión que las boquillas grandes. Los inyectores de impresora 3D más grandes imprimen mucho más rápido y de manera más confiable, y se obstruyen con mucha menos frecuencia. Si desea imprimir detalles finos, opte por lo pequeño; pero si desea impresiones rápidas, hágalo grande.

Además, algunos metales hacen boquillas más duraderas que otras. Las boquillas estándar están hechas de latón y funcionan con la mayoría de los filamentos normales, pero se desgastan rápidamente y deben reemplazarse con bastante frecuencia. Las boquillas de acero inoxidable duran más y las boquillas de acero endurecido duran aún más. Algunos fabricantes incondicionales incluso optan por boquillas con punta de rubí para imprimir materiales abrasivos.

• También tenemos un artículo detallado y separado que se centra en las boquillas de las impresoras 3D .

Cama de impresión

La cama de impresión es la superficie sobre la que se deposita el filamento para crear la pieza terminada. Hoy en día, la mayoría de las camas de impresión se calientan, lo que permite la impresión de filamentos más resistentes como ABS, PETG y PC . Una cama de impresión sin calefacción, como las que se encuentran en la Dremel 3D20 y algunas otras impresoras 3D asequibles , lo limitan solo a la impresión PLA y TPU .

Las camas de impresión calentadas son importantes para evitar deformaciones durante la impresión, ya que el calor de la cama detiene el enfriamiento del plástico demasiado rápido, lo que puede provocar deformaciones.

Las camas de impresión suelen estar hechas de láminas de vidrio, aunque también se usa aluminio. Algunas placas de construcción están diseñadas para ser flexibles, lo que facilita la eliminación de impresiones. En general, la cama de impresión de vidrio se considera más fácil de mantener y más plana.

Cada vez más, las plataformas de impresión de impresoras 3D se pueden nivelar automáticamente sin mucha interferencia manual. Esto es importante, ya que si la cama de impresión está colocada incorrectamente, la calidad de impresión puede verse muy afectada. Algunas impresoras 3D usan nivelación de compensación, mientras que otras requieren nivelación manual ajustando la cama girando manualmente los tornillos en la cama.

Las camas de impresión en las impresoras 3D cartesianas son cuadradas o rectangulares, según el volumen de construcción de la impresora. El volumen de construcción es simplemente el tamaño máximo que la impresora 3D puede imprimir y se especifica en términos de los ejes XYZ. Por ejemplo, una Creality CR-10 puede imprimir 300 x 300 x 400 mm, lo que significa que puede imprimir tamaños de hasta 300 mm en los ejes X e Y, y una altura de 400 mm. En cambio, las impresoras Delta 3D tienen lechos de impresión circulares.

Superficie de la cama de impresión: las superficies se colocan en la cama de impresión para ayudar a que las impresiones se peguen mejor y para que sean más fáciles de quitar. Son clave ya que la primera capa de cualquier impresión se deposita en esta superficie, antes de que las capas posteriores se depositen en la primera capa de filamento. Una primera capa desigual afectará a todas las demás capas, y la parte resultante no será tan nítida y precisa.

Los diferentes filamentos funcionan mejor con diferentes soluciones, y las recomendaciones de redacción para cada tipo de filamento llenarían esta sección. Algunas superficies de uso común incluyen cinta de construcción, superficies BuildTak y película PEI.

Partes de la impresora 3D Sección 2: Partes involucradas en el backend / movimiento

Sistemas de movimiento

• Motor paso a paso : generalmente un motor NEMA17 (aunque los motores NEMA14, NEMA23 y NEMA24 son comunes), el motor paso a paso mueve la extrusora a través de coordenadas en pasos exactos para imprimir con precisión. Son la clave para los movimientos mecánicos de la impresora según lo ordena la placa del controlador.
• Correas : las correas son responsables del movimiento preciso de la extrusora a través de los ejes X e Y. Las correas de una impresora 3D tienen un gran impacto en la precisión y la velocidad de la impresora 3D. En las impresoras 3D delta , funcionan de manera diferente, controlando el eje Z en su lugar. Las correas deben mantenerse con la tensión adecuada, no demasiado apretadas, pero tampoco demasiado flojas, o la calidad de impresión puede verse afectada.
• Varillas roscadas / tornillo de avance : las varillas roscadas controlan el eje Z, mientras que las correas controlan los ejes X e Y. Las varillas roscadas se conectan al motor paso a paso y giran para mover el cabezal de impresión hacia arriba o hacia abajo, aunque algunas impresoras mueven la plataforma de impresión. Algunos se actualizan a tornillos de avance, que son mejores para un movimiento más suave pero cuestan más.
• Topes finales: los topes finales funcionan como un sensor para que la impresora 3D pueda identificar dónde está en relación con cada eje, informándole cuando se ha alcanzado el final del eje.

Placa controladora

A veces llamada placa base o placa base, la placa controladora es la parte de la computadora de la impresora 3D, que envía comandos a las partes de la impresora 3D responsables de la dirección y el movimiento, guiándolas con coordenadas basadas en el archivo STL para imprimir.

La placa del controlador es clave para la impresión de alta calidad, ya que los comandos de movimiento inexactos, sin importar cuán precisas sean las partes de impresión reales de la impresora, conducirán a impresiones descuidadas. Una placa base de alta calidad envía comandos precisos para crear piezas con acabados de superficie nítidos.

No solo envía información de movimiento, la placa controladora también convierte los modelos de impresora 3D en estas coordenadas de impresión y regula la temperatura de la impresora. La extrusora puede imprimir físicamente el filamento, pero la placa controladora es tanto el corazón como el cerebro de la impresora 3D.

Unidad de fuente de alimentación (PSU)

Bastante autoexplicativo, la unidad de fuente de alimentación suministra energía a la impresora para que pueda derretir el filamento e imprimir. Se necesitan fuentes de alimentación más potentes para temperaturas más altas y permiten un mejor movimiento durante períodos de tiempo más largos. Las fuentes de alimentación menos potentes generalmente lo restringen a solo la impresión PLA, ya que no son capaces de mantener la intensidad requerida para la impresión precisa de filamentos como ABS, PETG y Nylon a temperaturas más altas.

También asegúrese de comprar una impresora 3D con el voltaje correcto para su país.

Partes de impresoras 3D Sección 3: Partes involucradas en la estructura y la interacción

Cuadro

Visto como una estética, la mayoría no se da cuenta de lo importante que es el marco de una impresora 3D para determinar la calidad de la pieza. Un marco de alta calidad ayuda en gran medida a la estabilidad, anclando la impresora al suelo y evitando que factores extraños, como las vibraciones, interrumpan la calidad de impresión.

Hoy en día, los marcos suelen estar hechos de metales como el aluminio, pero algunos están hechos de acrílico. Los primeros kits de impresoras 3D FDM , como las primeras impresoras Ultimaker, estaban hechos de madera. Cada vez más, los kits de impresoras 3D están hechos de marcos de plástico que en realidad son impresos por otras impresoras 3D, especialmente con las impresoras RepRap 3D .

Un marco robusto, duradero y pesado es clave para impresiones de alta calidad con acabados superficiales lisos. Algunas impresoras vienen con un marco de impresora 3D cerrado, que mantiene las partes calientes como la cama de impresión y el cabezal de impresión lejos de manos indiscretas, además de mantener la temperatura más constante durante la impresión para ayudar a reducir la deformación. También evitan la entrada de polvo. Las impresoras cerradas se vuelven cada vez más útiles con filamentos más resistentes.

Pantalla o interfaz

Por lo general, una pantalla LCD táctil, pero algunas tienen perillas giratorias, como en la Creality CR-10. Estas pantallas facilitan el uso y la navegación por todas las funciones, opciones y configuraciones de la impresora. Algunas impresoras pueden calibrar a través de esta interfaz, con pantallas de colores capaces de mostrarle estadísticas adicionales durante la impresión en algunas impresoras, como el tiempo restante estimado.

Algunas impresoras también pueden imprimir a través de WiFi, lo que elimina la necesidad de una memoria USB o una tarjeta SD y le permite imprimir de forma remota. La mayoría de las impresoras 3D de escritorio todavía suelen funcionar transfiriendo modelos mediante USB o tarjeta SD, lo que sigue siendo sencillo y eficaz.

Filamento

Los filamentos de impresora 3D son los materiales fundidos y extruidos para crear piezas en impresoras 3D FDM. Los filamentos vienen en carretes circulares y son guiados a través de la extrusora hasta el extremo caliente para ser fundidos y depositados en el lugar correcto a través de la boquilla.

La mayoría de las impresoras 3D ahora usan filamento de 1,75 mm, pero ocasionalmente puede encontrar una impresora configurada para usar tamaños de filamento más grandes.

Los diferentes filamentos se funden a diferentes temperaturas y la mayoría de los filamentos requieren una cama de impresión calentada para una impresión eficaz. Además, los filamentos más resistentes, como PETG y Nylon, requieren extremos calientes de metal de mayor calidad para la impresión, ya que se necesitan temperaturas más altas para fundirlos, lo que los extremos calientes de PEEK no pueden manejar.

• Explicamos todos los diferentes tipos de filamentos en nuestra guía de filamentos de impresora 3D separada.
• Para ABS, tenemos una guía especializada en filamento ABS .
• Para PLA, tenemos una guía especializada para filamentos de PLA .
• Para PETG, tenemos una guía especializada en filamentos PETG .

Parte 4: Piezas adicionales de la impresora Delta 3D

En lugar de motores paso a paso, las impresoras 3D delta utilizan efectores para el movimiento. Estos efectores controlan los tres brazos que mueven la extrusora al lugar correcto para imprimir. Estos tres brazos se encuentran en el centro y se conectan al extrusor, lo que les permite mover el extrusor en cualquier dirección a través de los tres ejes para depositar el filamento.

Piezas de impresoras 3D Sección 5: Piezas de impresoras 3D de resina

Las partes principales de una impresora 3D de resina varían según el tipo ( LCD vs SLA vs DLP) , pero incluyen:

• Cuba de resina : también conocida como tanque de resina, contiene la resina que se va a curar
• Fuente de luz : ya sea un proyector LCD, DLP o una fuente de luz UV SLA
• Plataforma de construcción : donde se forma el objeto sólido y se mueve hacia arriba o hacia abajo cuando se termina cada capa
• Resina : variedad de tipos, como resinas UV sensibles a la luz del día, moldeables
• Rodillo : algunas impresoras de resina tienen un rodillo que se mueve a través de la plataforma construida para asegurarse de que la resina se asiente correctamente.

La mayoría de las tecnologías de impresión 3D son directas; crean directamente el objeto terminado sin fundición ni pasos adicionales necesarios. Estos incluyen el modelado de deposición fusionada , la estereolitografía y muchos más. Sin embargo, una técnica menos conocida en la que la impresión 3D también es útil es Lost Wax Casting, un proceso de impresión 3D indirecta.

También conocido como fundición de inversión o fundición de precisión, Lost Wax Casting implica la creación de un duplicado o clon de un molde original; generalmente de un metal como el oro o la plata. El proceso tiene una rica historia; se cree que se ha utilizado entre el 4500 a. C. y el 3500 a. C., con objetos encontrados en el sur de Israel creados con fundición a la cera perdida que data del 3700 a. C. ¡Eso fue hace más de 5700 años!

También tenemos un libro electrónico de impresión 3D gratuito con guías de las principales tecnologías de impresión 3D. Haga clic aquí para obtener más información .

Pasos del proceso de fundición a cera perdida

Parte 1: Diseño 3D de la pieza de fundición de cera perdida

Al usar la impresión 3D en Lost Wax Casting, es importante recordar que tendrá dificultades si no tiene habilidades previas de diseño 3D, a menos que cree algo que esté disponible gratuitamente en línea. Esto se debe a que deberá diseñar el modelo de impresora 3D que desea crear para imprimir en 3D el molde original. Puede hacer esto en cualquiera de las opciones de software 3D gratuitas o de pago que existen; también hemos escrito nuestra propia clasificación de software 3D gratuita y nuestra clasificación de software 3D profesional .

Una vez que haya elegido su herramienta de software 3D, es hora de diseñar. Simplemente cree la pieza que elija, ya sea una pieza de joyería impresa en 3D como un anillo o un colgante, o incluso un corazón loco impreso en 3D . Una vez que lo haya diseñado, expórtelo como un archivo STL o un tipo de archivo compatible similar y prepárese para imprimir con su cortadora 3D .

Para obtener más información sobre Lost Wax Casting, hay un ejemplo de un video de YouTube Lost Wax Casting que presenta un molde de bebedero creado con la impresora 3D Form 2 SLA de Formlabs.

Parte 2: Impresión 3D con cera del molde

Una vez que haya cortado el modelo 3D de su pieza para usar con Lost Wax Casting, ¡estará listo para imprimir! Para verificar el tamaño y el ajuste, se recomienda probar una ejecución de prueba en configuraciones de menor calidad, y luego, una vez que tenga un ajuste perfecto, imprima en 3D su modelo final en configuraciones más altas. Una vez que tenga un modelo con el que esté satisfecho, estará listo para crear el molde negativo interno.

Se pueden utilizar impresoras como la gama Pro Jet de 3D Systems, impresoras 3D de resina como las de Formlabs e impresoras 3D FDM como Ultimaker para imprimir el molde en 3D. Hay una serie de buenos filamentos de cera que son compatibles, aunque la gama Pro Jet puede imprimir soportes en material que tiene un punto de fusión más bajo, lo que simplifica el proceso de eliminación del soporte. Las impresoras de estereolitografía como la Form 3 imprimen naturalmente en una resina similar a la cera, similar en consistencia a la textura cerosa requerida.

Parte 3: El segundo molde

Una vez que su molde original impreso en 3D esté listo, debe crear un área sellada, o bebedero, donde pueda verter el material en el interior. Una vez que haya configurado esto, vierta el material fundido (ya sea silicona, poliuretano u otro material similar a la cera) dentro del bebedero.

Una vez que se haya secado, retira el modelo. Este es un negativo exacto de su molde original impreso en 3D y formará la base de lo que creará su pieza de metal impresa en 3D .

Parte 4: Creación de la pieza de metal final con fundición a la cera perdida

Una vez que el molde negativo esté listo y seco, es importante precalentarlo para que esté listo para el repentino bombardeo de metal fundido y el posterior calor.

Una vez que el metal elegido se haya calentado a una temperatura lo suficientemente alta y se haya derretido, viértalo en el molde negativo. Esto hace algunos intentos para hacerlo bien, y si no se hace correctamente puede dejarlo sin detalles suficientes en su modelo. Es importante hacerlo bien, o notarás las imperfecciones para siempre. Cuando esté vertido, déjelo enfriar.

Parte 5: Post-procesamiento de fundición a cera perdida

Aunque bonito y brillante, el objeto de metal que ha fundido no se verá tan bonito como podría. Primero deberá cortar el exceso de metal que vertió en el molde negativo. Este corte será áspero y requerirá pulido, lijado o un proceso similar. Qué proceso depende del metal y su resistencia; Los metales blandos como el peltre se pueden moldear y refinar mucho más fácilmente que el metal o el platino.

Cualquier otra cosa más allá de esto es completamente su elección. Es posible que desee personalizar su pieza con extras que combinen con su estilo y creatividad. Más allá de esto, ¡todo depende de ti!

Materiales de fundición de cera perdida

Se puede usar una variedad de metales en anillos, colgantes y más de Lost Wax Casting. Sin embargo, dado que los usos son principalmente joyería, los metales más preciosos y caros se utilizan con mayor frecuencia. Éstos incluyen:

• Oro : el oro de 14 quilates o de 18 quilates se usa comúnmente en piezas de joyería caras y de alta calidad.
• Plata – La plata 925 (92,5% de pureza) también se usa comúnmente, ya que es muy maleable y tiene buenas propiedades conductoras de calor.
• Bronce con cobre : una opción más barata, vale la pena recordar que se empañará si el metal no se barniza.
• Latón : otra opción de menor precio.
• Cobre : una alternativa viable a bajo precio.

Si está buscando la mejor cera para la impresión 3D Lost Wax Casting para el molde de cera original, hay algunas opciones. Para la impresión 3D FDM, puede utilizar filamento de cera Print2Cast o filamentos MOLDLAY diseñados por Kai Parthy. Estos no son como los filamentos típicos y se extruyen a diferentes temperaturas al PLA o ABS (generalmente a temperaturas más bajas). Para impresoras 3D SLA o DLP o LCD , hay una variedad de resinas similares a cera disponibles, así como para impresoras Multi Jet .

Aplicaciones: Joyería y odontología de fundición a la cera perdida

Como era de esperar, dado que Lost Wax Casting sobresale en la creación de patrones geométricos de metales muy precisos, el proceso se utiliza ampliamente en joyería. Las impresoras Pro Jet 3D tienen una precisión de hasta 0.025 mm en la creación del modelo de cera original, y esta precisión se puede transmitir al objeto de metal. La joyería se puede crear para engastar perfectamente joyas como diamantes, esmeraldas y rubíes, lo que la convierte en una opción versátil y muy atractiva para los joyeros. Empresas de impresoras 3D industriales como EnvisionTEC, Formlabs y 3D Systems fabrican algunas de las mejores impresoras 3D para este propósito.

Ventajas y desventajas de la fundición a cera perdida:

Ventajas

• En comparación con las tecnologías de impresión 3D alternativas para crear objetos metálicos geométricamente complejos, Lost Wax Casting tiene pocas barreras de entrada y es barato de producir. No necesita necesariamente una impresora 3D de sinterización directa por láser de metal o fusión por haz de electrones de € 300,000, solo el kit de fundición de cera perdida y los materiales.
• Aunque no es un hecho científico concreto; es más satisfactorio crear tus propias piezas. Otros procesos de impresión 3D son muy independientes, ya que presionas un botón y, unas horas más tarde, aparece el producto terminado. Lost Wax Casting es práctico, lo que te deja con la sensación de satisfacción de haber completado el proyecto.

Desventajas

• Más práctico y, por lo tanto, más lento y menos escalable. Las empresas que buscan producir una mayor cantidad de piezas rápidamente preferirán DMLS, Binder Jetting o EBM, ya que pueden crear varias piezas a velocidades más altas sin necesidad de mano de obra.
• Curva de aprendizaje bastante empinada. Verter el metal fundido correctamente para que cada hendidura esté bien definida es una habilidad que requiere tiempo. Por lo tanto, esté preparado para proyectos fallidos, materiales desperdiciados y mucha frustración.

El método tradicional de construcción de viviendas puede haber cambiado en los últimos 200 años, pero ha conservado un elemento clave: los seres humanos. En ausencia de maquinaria avanzada, la gente construyó casas con sus manos y las herramientas, como lo han hecho durante toda la historia humana. Este era el caso hasta ahora, con la aparición de impresoras 3D industriales capaces de extruir hormigón para construir una casa impresa en 3D. Ahora, gigantescas impresoras 3D han impreso estructuras de casas enteras en horas.

La impresión 3D ofrece una solución revolucionaria; proponer construir casas más rápido, más preciso y más barato que las personas. Mostraremos algunos proyectos de casas impresas en 3D interesantes que ya existen, las ventajas y desventajas de las casas impresas en 3D, y mencionaremos algunas empresas de impresoras 3D que están trabajando arduamente para comercializar la tecnología.

Hemos dividido esta guía completa de casas impresas en 3D en tres partes:

• Parte 1 : Una selección de los proyectos de mansión, casas y apartamentos impresos en 3D más emocionantes
• Parte 2: Cinco ventajas de las casas impresas en 3D y cómo nos beneficiarían los edificios impresos en 3D
• Parte 3 : Cinco empresas de casas impresas en 3D que construyen apartamentos increíbles

También hemos publicado el historial completo de la impresión 3D, que puede ver aquí .

Parte 1: 8 emocionantes construcciones de casas impresas en 3D

1. La casa impresa en 3D más grande del mundo: por Apis Cor en Dubai

Si oye hablar de un proyecto de construcción emocionante o innovador, es muy probable que involucre a Dubai. Dubái ha estado defendiendo ambiciosos proyectos arquitectónicos durante años, y recientemente ha tomado la audaz decisión de tener el 25% de los nuevos edificios impresos en 3D para 2030.

Este edificio administrativo consta de dos pisos, con una hermosa arquitectura impresa en 3D que nace de una colaboración continua entre la empresa rusa de casas impresas en 3D Apis Cor y el municipio de Dubai.

Esperamos mucho más de Apis Cor en Dubai, ya que consideran que este edificio es solo una prueba para proyectos de casas impresas en 3D más grandes para el futuro. Se afirma que fue para probar si la impresora 3D de hormigón de Apis Cor podía imprimir un edificio en el calor de Dubai, y pasó con gran éxito.

Espere más muy pronto: bloques de apartamentos, rascacielos, monumentos y más impresos en 3D.

Para ver la historia completa que cubre el edificio impreso en 3D más grande del mundo, haga clic aquí .

2. Primera familia que se muda a una casa impresa en 3D en Francia

• Precio de la casa impresa en 3D: £ 170,000
• Ubicación: Francia

En julio de 2020, una familia francesa se mudó a su nueva casa de cuatro dormitorios, convirtiéndose en la primera familia en vivir en una casa impresa en 3D. Esta fue una colaboración entre el ayuntamiento, la asociación de vivienda y la Universidad de Nantes. El objetivo era construir un prototipo con el objetivo a largo plazo de crear casas impresas en 3D que fueran más baratas y más rápidas de construir que las casas tradicionales. La casa costó alrededor de £ 176,000, un 20% menos que la construcción tradicional.

Esta casa impresa en 3D de 1022 pies cuadrados tardó 54 horas en construirse, aunque esta fue solo la estructura. Se necesitaron cuatro meses adicionales de contratistas para instalar las ventanas, puertas y otras partes antes de que se terminara la casa. El equipo detrás de este extraordinario logro ahora cree que podría crear una casa similar en 33 horas, citando conocimientos adicionales y avances tecnológicos.

Benoit Furet, el hombre detrás del proyecto, cree que las casas impresas en 3D ofrecen una solución a la creciente escasez de viviendas y viviendas sociales en el futuro. Además, afirma que con las crecientes economías de escala y los avances tecnológicos, las casas impresas en 3D serán un 40% más baratas de construir en un plazo de 10 a 15 años.

Sin embargo, quizás la parte más interesante de esta construcción es la arquitectura: la casa fue construida para curvarse alrededor de árboles protegidos por el medio ambiente. Esto simplemente no es plausible para las construcciones tradicionales. Esto ofrece potencial para diseños más atractivos, así como para crear casas personalizadas para adaptarse a las personas discapacitadas.

3. Casa impresa en 3D Apis Cor construida en 24 horas

• Precio de la casa impresa en 3D: € 10,000
• Ubicación: Rusia

Probablemente la construcción de casas impresas en 3D más famosa y viral, esta casa de forma interesante se construyó en 2020 en solo un día, ¡mientras nevaba! Según el equipo, la construcción de la casa costó un poco más de € 10,000, incluidos los muebles con ventanas y puertas, aunque discutiremos por qué estas cifras pueden no contar la historia completa más adelante en este artículo.

Ahora, varios años después, este fue definitivamente el momento en el que el mundo se despertó ante la posibilidad de casas impresas en 3D en el futuro. Este video viral no solo demostró que se podía hacer, sino que las viviendas impresas en 3D se podían construir más rápido que las personas, y el costo de una casa impresa en 3D era mucho menor.

La construcción de Apis Cor llevó las estructuras impresas en 3D al ojo público, alentando a otros a involucrarse y democratizar la construcción de viviendas impresas en 3D.

4. ICON & New Story 3D Printed House en Austin, Texas, EE. UU.

• Costo de la casa impresa en 3D: € 10,000
• Ubicado: EE. UU.

Otra historia viral reciente, esta colaboración entre ICON y New Story fue noticia cuando construyeron una casa impresa en 3D en Texas, EE. UU. A principios de este año. El prototipo de casa impresa en 3D le costó a las empresas aproximadamente € 10,000, aunque afirman que este número puede reducirse a € 4,000 en el futuro.

La casa, como la casa impresa en 3D de Apis Cor en Rusia, se construyó en 24 horas y es parte del plan a largo plazo de ICON para ayudar en la infraestructura en las partes más pobres del mundo a través de viviendas. La organización sin fines de lucro ICON ya ha construido más de 800 casas en Haití, El Salvador, Bolivia y México, y planea utilizar la impresión 3D para crear casas de bajo costo en estas áreas: ICON actualmente contrata trabajadores locales, pero es posible que algunas áreas no cuenten con los constructores calificados. necesario.

Por lo tanto, las casas impresas en 3D ofrecen una solución a este problema de falta de constructores calificados. Se podrían llevar grandes impresoras 3D de hormigón a estas áreas empobrecidas donde hay pocos constructores capacitados para crear hogares para personas en situación de pobreza. Este es un ejemplo de cómo la impresión 3D ayuda a mejorar las vidas de los más vulnerables de la sociedad, y felicitamos a ICON y New Story por su fantástico trabajo aquí.

Este es también un proyecto que probablemente veremos desarrollar. New Story está cofundada y asesorada por personas muy poderosas y exitosas, incluido el CEO de Glassdoor y el cofundador de Reddit, Alexis Ohanian. Muchas de las personas vinculadas al proyecto tienen un historial de ejecución y éxito, por lo que esperamos ver el progreso del proyecto. Desde el proyecto de Texas, también han impreso una serie de casas impresas en 3D en México.

5. «Office of the Future» impresa en 3D en Dubai

• Precio de construcción impreso en 3D: € 140,000
• Ubicado: Dubai

Dubái siempre está en los titulares por ser ambicioso y extravagante en sus declaraciones de objetivos futuros, nada más que su afirmación de que el 25% de los edificios se construirán utilizando impresión 3D para 2030. Y lo respaldan con acciones; esta oficina, que se dice que es el edificio impreso en 3D más avanzado del mundo, costó aproximadamente € 140,000 para construir (sin incluir los detalles de acabado) y tomó 17 días.

Cariñosamente llamada la «oficina del futuro», el edificio fue creado por una impresora 3D de hormigón de 20 pies de altura que utiliza un brazo robótico para depositar cemento. Solo se necesitaba un empleado para monitorear la impresora 3D de la casa mientras imprimía, y siete empleados trabajaron en la construcción de componentes de la oficina mientras la impresora funcionaba.

Además, 10 electricistas y otros especialistas trabajaron en el funcionamiento interno de la oficina durante los 17 días de construcción. Por lo tanto, no podemos llamarlo una casa completamente impresa en 3D, ya que otros trabajadores llenaron otros componentes. Pero la impresión 3D nunca ha pretendido poder insertar sistemas eléctricos complejos mientras imprime, simplemente cree la estructura en un tiempo récord. Con este proyecto que muestra una gran ambición, tal vez Dubai se convierta en un líder mundial en casas impresas en 3D.

6. Casa impresa en 3D de Gaia Italia

• Precio del apartamento impreso en 3D: € 1,000
• Ubicación: Italia

La empresa italiana de impresión 3D de la casa WASP construyó ‘Gaia’, una cabaña impresa en 3D hecha de una mezcla de hormigón y material a base de barro. La estructura de 215 pies cuadrados tardó 10 días en completarse, aunque el tiempo total para contabilizar todos los muebles y adiciones sería más largo. La parte más extraordinaria es que la cabaña costó solo € 1,000 en materiales para construir, aunque esto no tiene en cuenta la mano de obra y otros costos.

Al igual que los planes de New Story para el mundo en desarrollo, este interesante prototipo puede constituir la base para la construcción de viviendas en los países más pobres. En áreas más desfavorecidas donde el problema inminente es el refugio en lugar de cableado y tuberías dentro de las casas, estas casas baratas impresas en 3D ofrecen una solución eficaz a una crisis real.

7. Project Milestone, Eindhoven – Construcción de 5 condominios impresos en 3D en Holanda

• Precio de la vivienda impresa en 3D: N / A
• Ubicación: Holanda

Project Milestone , el nombre en clave del proyecto para desarrollar cinco casas habitables y de hermosas formas en Eindhoven, Holanda, es una colaboración fascinante entre Houben y Van Mierlo Architecten, Van Wijnen y la Universidad Tecnológica de Eindhoven. Pionero como una solución a la escasez de albañiles calificados en los Países Bajos, la primera de estas casas, la primera casa impresa en 3D en venta, atrajo a más de 20 compradores interesados en su primera semana en el mercado.

Aunque actualmente solo la estructura de cemento de las casas está impresa en 3D, con los avances en la tecnología se espera que para cuando se construya la quinta casa, otras características, como tuberías de drenaje, también se realicen con la impresora. Esto reducirá aún más los costos e influirá en la adopción de la impresión 3D en la construcción de viviendas.

8. 3D Housing 05 – Semana del Diseño de Milán

• Precio de la vivienda impresa en 3D: N / A.
• Ubicación: Italia.

Una colaboración entre la firma de ingeniería Arup y el estudio de arquitectura CLS Architetti, e impresa en 3D por CyBe Construction; esta elegante casa impresa en 3D, llamada ‘ 3D Housing 05′ , expuesta en la Semana del Diseño de Milán después de su construcción en noviembre de 2020.

La casa impresa en 3D, construida en una semana en una plaza de Milán con hormigón reciclado, mide alrededor de 100 metros cuadrados y contiene una sala de estar, un dormitorio, una cocina, un baño y una azotea. El destacado constructor de casas impresas en 3D CyBe Construction creó la casa con su impresora 3D de hormigón; capaz de imprimir una sola pared en entre 60 y 90 minutos.

La parte más interesante es el hormigón reciclado, desarrollado por Italcementi, que utiliza escombros de las ciudades de demolición para crear el material imprimible en 3D. Esto se puede reciclar nuevamente después de que el edificio haya sido demolido. Massimiliano Locatelli, el arquitecto principal de CLS Architetti, afirma que construir cada metro cuadrado cuesta 1.000 €, la mitad del precio de la construcción tradicional. Con los avances en la tecnología, cree que esto se puede reducir a entre 200 y 300 euros en el futuro.

Parte 2: Ventajas de la casa impresa en 3D: cinco ventajas de la casa impresa en 3D

Respetuoso con el medio ambiente: dado que la impresión 3D es una forma de fabricación aditiva, no quedan residuos. Por lo tanto, en la construcción de una casa impresa en 3D, se gasta menos hormigón y otros materiales, lo que beneficia al medio ambiente.

Las casas impresas en 3D cuestan menos: una gran parte de los costos de construcción de una casa es la mano de obra involucrada, ya que las casas tardan tanto en construirse. Una impresora 3D doméstica solo requiere que una persona la controle, lo que reduce enormemente los costos involucrados en la construcción de una casa, aunque existe el contraargumento de dejar a las personas sin trabajo.

Además, la Universidad de Tartu, Estonia, con la Universidad de Ciencias de la Vida de Estonia, han colaborado para crear un material de hormigón para casas impreso en 3D de bajo costo hecho principalmente de turba que podría reducir el costo del material de construcción de una casa hasta en 10 veces. Además, debido a que la turba es tan común, podría desenterrarse localmente, como en países desfavorecidos del tercer mundo, y usarse para construir casas, por lo que los materiales no tienen que enviarse allí.

Las casas impresas en 3D se pueden hacer más rápido: las casas pueden tardar entre cuatro y seis meses en construirse en promedio, pero una impresora 3D puede imprimir la estructura de una casa en solo un día. Con contratistas efectivos para colocar puertas, techos y ventanas, esto significa que las casas terminadas se podrían construir en solo unas pocas semanas.

Más opciones desde el punto de vista arquitectónico: debido a que la impresión 3D permite una precisión mucho más allá de lo que son capaces los humanos, las impresoras 3D de todas las formas y tamaños pueden crear diseños complejos. Esto es beneficioso no solo estéticamente, sino también en la capacidad de crear casas personalizadas para que sean lo más eficientes posible en cuanto a retener el calor, ahorrar dinero y crear entornos en los que las personas con discapacidad puedan vivir cómodamente.

Capacidad para ayudar a quienes lo necesitan: ser capaz de crear estructuras básicas de refugios de forma rápida, económica, con una mano de obra mínima y con materiales accesibles hace que la impresión 3D sea la única opción clara para la tarea. Por lo tanto, no es de extrañar que se estén llevando a cabo muchas investigaciones para perfeccionar la tecnología y con organizaciones sin fines de lucro como New Story que intentan utilizar la impresión 3D en el tercer mundo.

Sin embargo, sigue siendo importante ser realista.

Es probable que las casas impresas en 3D no sean tan baratas como afirman las empresas que han construido casas impresas en 3D. Solo enumeran el costo de la casa en términos de los materiales consumidos para construirla, omitiendo factores clave como la mano de obra, el costo de la impresora (alquiler o compra), acabados interiores y exteriores, y cableado, tuberías y otros cimientos clave. La casa en Nantes, Francia construida por £ 170K es un costo exacto para un edificio habitable impreso en 3D, no las extravagantes afirmaciones de construir un domicilio en pleno funcionamiento por € 4,000.

Parte 3: 5 empresas de casas impresas en 3D que construyen edificios geniales impresos en 3D

1 – Apis Cor

• País basado: Rusia
• Mejor conocido por: ¡imprimir en 3D una casa entera en 1 día!

La empresa rusa Apis Cor es responsable de toda la casa impresa en el proyecto de un día que mencionamos en la parte superior de nuestra historia principal. Desde que fue pionera en viviendas impresas en 3D, Apis Cor también está haciendo olas en la industria espacial, ¡ganando premios de la NASA por presentaciones para técnicas de impresión 3D en Marte!

Las impresoras 3D de su casa son enormes estructuras goliat, que depositan hormigón capa por capa para crear una estructura de casa completa. Estas impresoras 3D domésticas solo crean la estructura, el equivalente al chasis de un automóvil, que la mano de obra calificada puede terminar agregando sistemas eléctricos y de plomería.

2 – Construcción CyBe

• Basado en el país: Holanda
• Mejor conocido por: Milan Design Week 3D Printed House

CyBe es otra empresa enormemente innovadora en el sector de las casas impresas en 3D. Responsable de la casa exhibida durante la Semana del Diseño de Milán, así como de los puentes impresos en 3D en los Países Bajos y los edificios de hormigón construidos en Arabia Saudita, CyBe Construction está logrando un gran progreso en la construcción de casas habitables utilizando sus impresoras 3D de hormigón.

3 – WinSun – Construcción de casas impresas en 3D en China

• Basado en el país: China
• Mejor conocido por: imprimir en 3D 10 casas en un día en 2020

WinSun es una empresa china que llegó a los titulares en 2020 al construir diez casas impresas en 3D, pequeños edificios de hormigón que cuestan € 4,800 cada uno, en solo un día. Desde entonces, WinSun ha seguido innovando, más recientemente imprimiendo en 3D una parada de autobús comercial y desarrollando aún más sus impresoras 3D de hormigón.

4 – ICONO

• Basado en el país: EE. UU.
• Mejor conocido por: Austin, Texas casa impresa en 3D

ICON no es solo una empresa de impresión 3D, sino que también se enfoca en robótica y proyectos de construcción tradicionales. Con sede en los EE. UU., ICON está respaldada por Y Combinator y tiene objetivos ambiciosos para construir edificios emocionantes en todo el mundo, con su poderosa impresora 3D para casas Vulcan II.

Impresora 3D de la casa Vulcan II

La impresora 3D para casas Vulcan II de ICON es una gigantesca goliat de extrusión de concreto capaz de construir casas de hasta 2,000 pies cuadrados. Es la primera impresora 3D para construcción disponible comercialmente, diseñada específicamente para construir casas resistentes de un solo piso de hasta 8.5 pies de alto y 28 pies de ancho.

ICON también ha sido pionera en la investigación de su material a base de hormigón para evitar que cree capas imperfectas o se endurezca demasiado rápido. La mezcla real de materiales en sí puede modificarse en función de las necesidades y los usos, lo que hace que la oferta de ICON sea muy versátil.

5 – BatiPrint

• País basado: Francia
• Mejor conocido por: casa impresa en 3D en Nantes

Las impresoras 3D de casas francesas BatiPrint desempeñaron un papel importante en la construcción de la primera casa impresa en 3D habitable que mencionamos al principio del artículo, en Nantes, Francia. BatiPrint ha sido pionera en una impresora 3D doméstica que imprime con capas de poliuretano y hormigón, creando cimientos sólidos que están hechos para durar.

Conclusión

Aunque está lejos de perfeccionarse, el potencial de las casas impresas en 3D es emocionante. Ha demostrado funcionar y hacer frente a los elementos en Europa y EE. UU., Y realmente puede funcionar más rápido y de manera más eficiente que las personas.

La pregunta ahora es cómo se recibirá la tecnología: ¿la gente se resentirá con los impresores de hormigón por hacer obsoletos a los constructores? ¿O los aceptarán, contentos de poder ahorrarles dinero en la construcción de sus sueños?

Incluso las impresoras domésticas más avanzadas del futuro probablemente requerirán monitores para evitar cualquier desastre, y estamos a un mundo de distancia de una impresora que pueda imprimir simultáneamente en 3D las ventanas de vidrio, puertas de madera, tuberías, dispositivos electrónicos y otros muebles junto con la casa.

Por tanto, las impresoras 3D domésticas no sustituyen a las personas, sino que las complementan; haciendo el trabajo pesado mientras los especialistas hacen lo que mejor saben hacer. Por lo tanto, es importante centrarse en cómo las casas impresas en 3D pueden beneficiarnos tanto a nosotros como a los del tercer mundo, y respetar las ventajas que ofrecen las casas impresas en 3D.

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