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Conocido por sus excelentes propiedades mecánicas, su capacidad para soportar altas temperaturas y su bajo costo, el filamento ABS es uno de los favoritos entre los fabricantes y prototipos que desean crear piezas duraderas que se mantengan en el tiempo. También es probablemente el primer filamento de uso común, que se ha utilizado en la impresión 3D FDM durante décadas, y ahora es uno de los dos filamentos más utilizados junto con PLA .

• Este artículo se centra exclusivamente en ABS. Para obtener una introducción a todos los filamentos, consulte nuestra guía de filamentos para impresoras 3D .
• Para una comparación en profundidad de ABS con PLA, vea nuestra comparación de ABS vs PLA .
• También tenemos una guía detallada del filamento PLA .

Punto de fusión del ABS y parámetros de impresión

ABS, el nombre abreviado del acrilonitrilo butadieno estireno, se imprime con una temperatura de extrusión de alrededor de 230 ° C, ciertamente dentro del rango de 220-250 ° C. También es necesario utilizar una cama con calefacción al imprimir ABS, a unos 110 ° C, ya que el ABS tiene una temperatura de transición vítrea de unos 105 ° C. Algunos, sin embargo, eligen temperaturas ligeramente más bajas. Sin una cama con calefacción, las impresiones de ABS se deformarán mucho, dejándolas inutilizables.

Sin embargo, estas temperaturas pueden variar ligeramente dependiendo de la mezcla y el tipo de ABS utilizado. Si nota alguna supuración durante la impresión, es una señal de que la temperatura de la extrusora es demasiado alta, y si las capas se ven manchadas y rugosas, es una señal de que la temperatura de la extrusora no es lo suficientemente alta.

En general, no debe usar un ventilador de enfriamiento con ABS, a diferencia de PLA, donde un ventilador puede ser crucial. Sin embargo, con impresiones en miniatura en ABS e impresiones con delicados voladizos, a veces se usa un ventilador de enfriamiento.

Es casi seguro que también necesitará una cámara cerrada, ya que de lo contrario verá muchas más deformaciones y curvas en la parte inferior de su pieza y grietas en la sección media. Algunos creen que aún se pueden obtener buenos resultados con un área de impresión abierta si usa una buena superficie de construcción en una cama de impresión de vidrio, y generalmente estará bien si imprime piezas pequeñas, aunque en general con la impresión ABS, un gabinete es definitivamente lo mejor apuesta y recomendamos encarecidamente utilizar uno.

¿Cuánto cuesta el ABS?

El filamento ABS de buena calidad generalmente comienza en alrededor de € 20 por kilo, aunque algunas variantes pueden costar más. Para la impresión diaria, los carretes de ABS estándar de € 20 están bien.

Algunos fabricantes prefieren ahorrar dinero y aumentar las opciones de color comprando gránulos de ABS a granel y teñiendo y extruyendo los gránulos en filamento. Los gránulos cuestan menos por kilo, alrededor de € 10-12, y se pueden teñir de forma económica en conjuntos más pequeños de filamentos personalizados.

Mejor filamento ABS

Aquí hay algunos filamentos ABS a buen precio con enlaces para comprarlos al mejor precio:

• ABS de la serie MH Build – € 19,99 / kg
• ABS de la serie MH PRO – € 42 / kg

Beneficios del filamento ABS

• Bajo costo: uno de los filamentos más baratos que existen, junto con PLA. También es uno de los materiales más resistentes disponibles por un precio tan bajo.
• Excelentes propiedades mecánicas : al ser tan fuerte, duradero, resistente a los arañazos y resistente a las altas temperaturas y la electricidad, el ABS es perfecto para la impresión 3D industrial . Muchas piezas eléctricas están fabricadas con carcasas de ABS, así como piezas de plástico que deben ser capaces de soportar el desgaste diario sin ser trituradas.
• Menos errores de impresión : a diferencia del PLA, el ABS es menos propenso a supurar y apelmazar, lo que facilita la impresión de piezas con buenos acabados superficiales.
• Posprocesamiento sencillo : el ABS normalmente se pule con acetona para obtener un acabado radiante, y se lima o pinta con pinturas acrílicas.
• Muchos colores y mezclas : al igual que el PLA, el ABS tiene una amplia gama de colores y variantes que se adaptarán a cualquier tipo de proyecto de impresión 3D que tengas.

Las mejores impresoras 3D ABS

Aunque muchas impresoras 3D dicen que son capaces de imprimir ABS de manera efectiva, a menudo las impresoras 3D de cámara abierta luchan con problemas de deformación. Por lo tanto, al recomendar impresoras 3D capaces de imprimir ABS, hemos elegido una serie de impresoras 3D fiables de cámara cerrada que se muestran a continuación:

Las mejores impresoras 3D ABS en cada rango de precios

Desventajas del filamento ABS

• Mala deformación y rizado : especialmente en partes largas y delgadas. Como resultado, se usan comúnmente alas y balsas, así como una cámara cerrada para regular cuidadosamente las temperaturas.
• Olores y humos fuertes : imprima con una ventana abierta o un sistema de filtración, aunque no hay evidencia de que estos humos sean dañinos, excepto a temperaturas extremadamente altas que nunca alcanzará la impresión 3D.
• No es biodegradable ni renovable : a diferencia del PLA, el ABS está hecho de compuestos a base de petróleo y no se puede reutilizar y no se degrada.

Cómo obtener los mejores resultados de la impresión 3D ABS:

• Controle la deformación : use una superficie de construcción adecuada, como láminas de PEI o PET, o cinta Kapton con mezcla de ABS, y una cama caliente a una temperatura lo suficientemente alta. El uso de una superficie de construcción transfiere algo de calor a las primeras capas de la pieza, lo que ayuda a las capas con mayor probabilidad de rizarse y deformarse. También puede cambiar la configuración en su cortadora 3D para imprimir las primeras capas a una temperatura de extrusora más alta para facilitar su colocación, antes de volver a bajarla después.
• Utilice alas y balsas : al imprimir piezas grandes o delicadas, es posible que aún tenga problemas para que estas piezas se adhieran correctamente a la cama. Agregar un ala o una balsa ayuda. Los bordes agregan varios anillos de ABS alrededor de su modelo en las primeras capas para crear un área de superficie adicional para sujetar los bordes de la pieza, y las balsas son una estructura de plástico separada debajo de su impresión que se puede quitar después de que se haya completado la impresión.
• Imprima en un área bien ventilada : algunas impresoras tienen filtros HEPA ahora, pero aún consideren abrir una ventana o un ventilador al imprimir para dirigir los humos al exterior.

Cómo almacenar ABS

El ABS es ligeramente hidroscópico, lo que significa que absorbe pequeñas cantidades de humedad y agua del aire. Con el tiempo, esto empeora gradualmente las propiedades de impresión del filamento a medida que se vuelve más frágil y puede burbujear. Los efectos no son enormes y tardan un tiempo en desarrollarse, pero aún conducen a cierta degradación del filamento.

Por lo tanto, es mejor mantener su filamento ABS en un contenedor de filamentos para mantener el aire fuera. Recomendamos nuestras opciones para contenedores de filamentos de alta calidad a continuación:

• Contenedor de filamentos Polymaker PolyBox II
• Contenedores de almacenamiento de filamentos sellados al vacío Printdry

Si su filamento ABS se ha dejado al aire libre durante algún tiempo, puede secarlo para recuperar las características óptimas de impresión y eliminar el exceso de humedad. Recomendamos el siguiente secador de filamentos:

• Sistema de secado de filamentos PrintDry

Aplicaciones ABS

Fuera de la impresión 3D, el ABS se usa comúnmente para crear juguetes de plástico y figuras de acción, y es el plástico que se usa en Lego. El ABS también se utiliza en las carcasas de productos electrónicos y otros productos como relojes y en tuberías. De hecho, el temporizador que utilizo para completar sprints de trabajo de una hora está hecho de ABS.

Dentro de la impresión 3D, el ABS se usa a menudo en la creación rápida de prototipos de piezas o productos que deben ser capaces de soportar altas temperaturas, fuertes impactos y otras formas de desgaste. Las piezas de ABS son más resistentes que las de PLA y tienden a utilizarse en entornos más industriales.

Si desea obtener más información sobre la impresión 3D:

• Vea nuestra guía completa de filamentos para impresoras 3D
• Vea nuestras recomendaciones para las mejores impresoras 3D FDM
• Lea nuestra guía completa del comprador de la mejor impresora 3D
• Vea nuestra historia de características sobre cuánto cuesta comprar y mantener una impresora 3D

De olor agradable, natural y el favorito de los principiantes en la impresión 3D y los eco-guerreros, el filamento PLA es el material de impresión 3D más popular del mundo. Pero, ¿por qué debería imprimir con PLA en lugar de ABS o PETG ? Explicamos las ventajas del PLA, las desventajas, las mejores prácticas de impresión para obtener los mejores resultados y más en nuestra guía completa de impresión PLA 3D.

• Este artículo se centra exclusivamente en PLA. Para una breve guía de todos los filamentos, tenemos una guía completa de filamentos de impresora 3D
• También tenemos una guía completa de filamentos ABS .
• Para una comparación entre PLA y PETG, consulte nuestra guía que compara PLA vs PETG .

Una breve historia del PLA en la impresión 3D

El ácido poliláctico, abreviado como PLA, fue utilizado por primera vez para la impresión 3D por Vik Olliver, uno de los primeros campeones del movimiento RepRap. Luchando por encontrar un buen material para usar en sus primeras impresoras 3D RepRap , Vik Olliver colaboró con un fabricante de plástico con sede en Nueva Zelanda para fabricar el primer filamento PLA. Resultó eficaz y ahora, 15 años después, el PLA es el filamento más utilizado en el mundo.

¿Qué es PLA?

El PLA es uno de los filamentos más sencillos para imprimir, por eso lo recomendamos a los principiantes en impresoras 3D y a aquellos que buscan una impresora 3D para niños . Imprime a baja temperatura, no requiere una cama de impresión calentada (¡aunque todavía ayuda!), Y hay combinaciones casi infinitas de colores o mezclas de PLA con diferentes propiedades mecánicas para cualquier aplicación que se le ocurra.

Características de impresión PLA 3D

Punto de fusión del PLA

Normalmente, el PLA se funde entre 130 y 180 ° C, aunque esto depende de la mezcla y otros factores.

Temperatura de impresión PLA 3D

Cualquier temperatura entre 180 ° C y 220 ° C puede funcionar, con alrededor de 210 ° C visto como una temperatura constante para evitar el encordado y permitir una buena adhesión de la capa. Nuevamente, esto depende del tipo y la marca de PLA que utilice; verifique siempre esto antes de imprimir.

¿Debería utilizar una cama con calefacción al imprimir PLA en 3D?

El uso de una cama de impresión con calefacción es opcional con PLA, ya que no se deforma mucho, pero aún así recomendamos usar uno para obtener los mejores resultados. Dependiendo del tipo de filamento PLA que utilice, le recomendamos una cama caliente entre 30-70C.

Tamaños de filamento PLA

PLA viene en opciones de 1,75 mm y 2,85 mm. Las impresoras 3D más asequibles utilizan 1,75 mm en la actualidad, pero algunas, como Ultimaker 3, una de las mejores impresoras 3D de los últimos años, y BCN3D Sigma, utilizan 2,85 mm, a veces denominado filamento de 3 mm.

Todas las estadísticas clave de PLA se enumeran a continuación:

• Densidad de PLA: alrededor de 1,24 g / cm³ (cambia si se mezcla con otros materiales o filamentos)
• Temperatura de transición vítrea PLA: 60-65C
• Punto de fusión del PLA : 130-180C
• Temperatura de impresión PLA 3D : 180-230C

Ventajas y desventajas de PLA

Beneficios del filamento PLA

• Fácil de imprimir con : mientras que los filamentos como el ABS se deforman hasta tal punto que las piezas largas y planas necesitan un tratamiento especial, el PLA se imprime a una temperatura más baja y se deforma considerablemente menos. Como resultado, PLA ni siquiera requiere una cama con calefacción, lo que hace que la impresora 3D sea más segura para los niños , aunque una cama con calefacción aún ayuda a crear piezas de mejor calidad.
• Biodegradable y respetuoso con el medio ambiente : el PLA proviene de un recurso renovable, generalmente del maíz, y en condiciones de compostaje industrial se degradará. Con suficientes cultivos de maíz en su jardín trasero y los medios para convertirlo en PLA, ¡podría tener una casa de impresión 3D renovable como domicilio!
• Sin humos dañinos al imprimir : mientras que los filamentos como el ABS pueden crear humos malolientes que pueden ser dañinos, el PLA es seguro e inodoro, ya que se forma a partir de cultivos en lugar de compuestos a base de petróleo.
• Barato: el PLA es uno de los filamentos más baratos que existen y, por el precio, ofrece un buen acabado superficial y resistencia de las piezas.

Inconvenientes con el uso de filamento PLA

• Quebradizo : no apto para impresiones que deban ser maleables o retorcidas de alguna manera. Algunos filamentos PLA + mejoran un poco el problema de la fragilidad, pero para estas partes, el TPU u otros filamentos más versátiles son más adecuados.
• Problemas con la supuración: es necesario configurar un sistema de ventilador de enfriamiento efectivo y configuraciones de retracción para contrarrestar esto.
• No es ideal para piezas duraderas : tiene una temperatura de transición vítrea de entre 60 y 65 ° C, por lo que el PLA no es adecuado para piezas que se utilicen en exteriores o en temperaturas cálidas. Además, los filamentos como PETG y ABS tienen propiedades mecánicas más fuertes, por lo que son mejores para las piezas funcionales.
• No apto para alimentos : a pesar de que se utiliza PLA con el envasado de alimentos, el filamento de PLA no es apto para alimentos . Sin embargo, existen variantes de seguridad alimentaria para aplicaciones en las que esto es importante.

Mejor filamento PLA

Algunos filamentos de PLA que recomendamos incluyen:

• PLA de la serie MH Build – € 19,99 / kg
• PLA de la serie MH PRO – € 42,00 / kg
• PLA que brilla en la oscuridad – € 25,00 / kg
• 3DJake EcoPLA para visitantes del España y Europa – £ 20 / kg

Las mejores impresoras 3D PLA

Hay una serie de excelentes impresoras 3D PLA por ahí. Algunas, como la Dremel 3D20, se centran exclusivamente en la impresión PLA 3D, mientras que otras también pueden imprimir filamentos más resistentes.

Guía del comprador de impresoras 3D PLA (todos los rangos de precios)

Cómo obtener los mejores resultados de la impresión PLA 3D

• Reduzca la exudación : debido a la alta velocidad de flujo del PLA, es posible que se produzcan exudaciones y hebras, lo que hace que las impresiones parezcan menos pulidas. Al optimizar la configuración de retracción, en su mayoría puede evitar que esto suceda, Simplify3D tiene una guía aquí para trabajar en esto en su cortadora 3D .
• Use un ventilador de enfriamiento : un ventilador de enfriamiento hace una gran diferencia en la calidad y evita que el plástico se enhebre y cree imperfecciones. Tener el ventilador en alto ayuda a que las capas se enfríen antes de que se imprima la siguiente capa, especialmente en miniaturas.
• Imprima más lento en modelos más pequeños : las piezas pequeñas tardan menos en imprimir cada capa, lo que las deja menos tiempo para enfriarse. Hacer funcionar la impresora más lentamente para piezas pequeñas garantiza que las capas tengan tiempo suficiente para enfriarse, lo que reduce cualquier deformación.
• Optimice la temperatura de la extrusora : diferentes mezclas de PLA pueden tener temperaturas óptimas muy variadas. Por ejemplo, los filamentos rellenos de fibra de carbono o de madera tendrán puntos de fusión muy diferentes. Verifique la mejor temperatura para su filamento en particular antes de imprimir, y si se produce un encordado, reduzca la temperatura ligeramente.
• Use la superficie de construcción adecuada : Matterhackers recomiendan cinta de construcción azul para PLA, que simplemente necesita cubrir la cama con tiras de cinta. También funcionan otras superficies como la película PEI o simplemente la impresión directamente sobre una cama de vidrio calentada.

Tipos de filamento PLA

En realidad, hay incluso más de los que se enumeran aquí. Estas son algunas variantes que se ven comúnmente:

• PLA +: una versión mejorada de PLA mezclado con otros plásticos. Es conocido por ser menos quebradizo, un gran inconveniente del PLA, y absorbe menos humedad, además de ofrecer mejores propiedades mecánicas.
• Relleno de madera: las piezas impresas parecen de madera
• Relleno de metal: da a las piezas un aspecto metálico realista. Las mezclas incluyen mezclas de acero inoxidable, filamentos de PLA de aluminio, cobre, latón y bronce.
• Infusión de fibra de carbono: para piezas muy resistentes y ligeras
• PLA flexible: mezclado con TPU o similar
• PLA estéticamente modificado: incluye PLA que brilla en la oscuridad, mezclas transparentes o translúcidas, PLA similar a la seda, PLA brillante y brillante, PLA fluorescente y que cambia de color en función de factores como el calor o la luz ultravioleta.
• PLA conductivo
• Ligero (LW-PLA): diseñado para que forme espuma cuando se derrite, extendiéndose a un área de superficie más grande para imprimir piezas más livianas que requieren menos filamento para imprimir. Es más caro, pero permite piezas hasta un 65% más ligeras que se imprimen más rápido.

Aplicaciones PLA

El PLA se utiliza principalmente en la creación rápida de prototipos , para crear piezas precisas y de bajo costo con un buen acabado superficial. Aunque no es tremendamente fuerte, el PLA es ideal para pruebas estéticas de forma o tamaño.

PLA también es utilizado a menudo por fabricantes y fanáticos para crear miniaturas, de cualquier estilo particular del que sean fanáticos acérrimos. Los personajes personalizados de DnD, los modelos de objetos de interés clásicos, como los aviones de la Segunda Guerra Mundial o los coches retro impresos en 3D, suelen estar hechos de PLA. Los accesorios de cosplay son otra aplicación común que funciona muy bien con PLA, así como con decoraciones generales.

Fuera de la impresión 3D, el PLA se utiliza a menudo en el envasado de alimentos y en aplicaciones médicas.

Cómo almacenar PLA

El PLA es ligeramente hidroscópico, lo que significa que absorbe cantidades muy pequeñas de agua del aire. Esto puede, con el tiempo, reducir la calidad de impresión al hacer que el filamento sea más frágil y burbujeante. Sin embargo, otros filamentos como el PVA y el nailon se ven mucho más afectados.

Idealmente, para mantener las condiciones óptimas de impresión con su PLA, debe almacenarlo en un recipiente de filamentos hermético. Hemos vinculado a algunos que recomendamos a continuación.

• Polymaker PolyBox II
• Recipientes de almacenamiento de filamentos sellados al vacío Printdry

Postprocesamiento de PLA

Para el posprocesamiento, a pesar de los muchos colores de PLA disponibles, también puede pintar acrílica para cambiar los colores de las impresiones, o pintar ciertas áreas como para figuras en miniatura impresas en 3D. También puede pulir o lijar piezas en el posprocesamiento de piezas impresas en 3D PLA para obtener mejores resultados.

Haciendo filamento de PLA

El PLA se elabora agregando enzimas al almidón cosechado de cultivos como el maíz para convertirlo en dextrosa. Los pigmentos se agregan en función del filamento de color que desee, así como las mezclas para cualquier tipo híbrido de PLA.

La mezcla se fermenta en láctico, que luego se convierte en polilactida. El proceso para convertirlo en plástico en un carrete implica secar la mezcla, colocarla en una extrusora y calentarla, para extruirla en un filamento sólido.

Luego, el filamento se enfría y se enrolla en un carrete circular para que esté listo para imprimir.

¿El PLA es biodegradable? ¿El PLA es reciclable?

Muchos destacan el beneficio ambiental cuando abogan por el uso de PLA en la impresión 3D y más allá, ya que proviene de un recurso renovable en lugar de materiales a base de petróleo.

Esto es cierto, el maíz y otros cultivos son renovables. Sin embargo, también debemos tener en cuenta el costo de oportunidad de esos cultivos que se utilizan para alimentar a las personas; no es un tema tan simple.

Aunque sin duda es positivo evitar las energías no renovables que contaminan, se necesitan entre 2 y 3 kg de maíz para crear 1 kg de PLA. Reemplazar por completo la producción de plástico no renovable tomaría alimentos de la boca de cientos de miles de personas. Con la demanda de estos cultivos explotando a medida que la población continúa aumentando, esto se vuelve cada vez menos factible.

Además, si bien el PLA es biodegradable, esto ocurre en condiciones de altas temperaturas de 55 a 70 ° C. En temperaturas normales del día a día, la descomposición podría tardar 80 años.

En cuanto a la reciclabilidad, sí, el PLA es reciclable si se recolecta especialmente para el PLA. Si se contamina con otros plásticos como el PET, esto afecta la reciclabilidad, lo que hace que grandes cantidades de PLA no se reciclen simplemente porque no existen sistemas para reciclar específicamente el PLA.

Conclusión

En general, hay una razón por la que el PLA se usa con tanta frecuencia: es un gran filamento para principiantes, imprime bien, no requiere ningún kit adicional y es barato.

No anticipamos que ningún otro filamento reemplace al PLA como el filamento de impresora 3D de todos los hombres en el corto plazo, y lo recomendamos para cualquiera que no quiera actualizar sus piezas de impresora 3D , como el extremo caliente o la boquilla , para imprimir filamentos más resistentes como Nylon.

PolyJet / Material Jetting es una tecnología de impresión 3D que existe desde hace 20 años. Es muy similar a la impresión de inyección de tinta estándar, solo que cada capa impresa se apila para hacer una pieza 3D. También es una de las únicas tecnologías que permite la impresión 3D a todo color y también puede imprimir varios materiales al mismo tiempo.

Pero, ¿cómo funciona PolyJet? Esta guía explica la historia de la tecnología, la preparación para la impresión, el proceso de impresión 3D por inyección de material, el posprocesamiento, los materiales, las aplicaciones, las ventajas y desventajas, y más.

También puede leer nuestras otras guías de tecnologías de impresión 3D aquí.

Esta guía también forma parte de nuestro libro electrónico GRATUITO sobre tecnologías de impresión 3D. Puedes descargarlo aquí.

Tiempo de lectura: aprox. 4 min .

Introducción a la inyección de materiales y PolyJet

Una breve historia

Material Jetting fue desarrollado por el fabricante israelí de impresoras 3D Objet Geometries en 1998 en Rehovot. Rami Bonen, Gershon Miller y Hanan Gotaait colaboraron para desarrollar la tecnología.

La empresa resultó exitosa y para el año 2000 había recibido una inversión de € 15 millones, valorando la empresa en € 36 millones. En abril de 2020 se anunció que Objet se fusionaría con Stratasys para consolidar las gamas de impresoras de ambas empresas de impresoras 3D . Stratasys ahora ofrece impresoras 3D PolyJet como parte de su gama de productos.

¿Es PolyJet o Material Jetting? ¿Y hay alguna diferencia?

Tanto PolyJet como Material Jetting son la misma tecnología. PolyJet es el nombre patentado por Objet Geometries a fines de la década de 1990, mientras que Material Jetting es el nombre técnico del proceso. Esto es similar a cómo el modelado por deposición fundida también se denomina a veces Fabricación de filamentos fundidos: uno es un nombre de «marca» patentado, el otro es un nombre técnico.

Usaremos ambos indistintamente durante esta guía.

Preparación para la impresión 3D PolyJet / Material Jetting

Como ocurre con todas las tecnologías, necesita un archivo de impresora 3D . Por lo general, un archivo STL , luego deberá enviar este archivo a un programa de corte 3D como Cura. Estos programas luego resolverán cómo imprimir su pieza en función de los tamaños de capa y la configuración de impresión que haya elegido, incluido el porcentaje de relleno, el grosor de la capa y más.

Características de impresión de PolyJet / Material Jetting

PolyJet es una de las tecnologías de impresión 3D más precisas, con una precisión de hasta 16 micrones y la capacidad de crear acabados extremadamente suaves. Dos aspectos de la inyección de material influyen mucho en la calidad de la pieza: el tamaño de la gota del chorro (similar al tamaño del punto del láser en SLA); y altura de capa.

Material Jetting es compatible con una gran variedad de materiales y colores. Con PolyJet, puede crear piezas de impresora 3D multicolores o incluso a todo color utilizando Material Jetting, ¡e incluso tener piezas de impresión con varios materiales diferentes en diferentes áreas de la pieza! Las impresoras PolyJet pueden imprimir una gama casi infinita de colores, ya que son compatibles con las gamas de colores Pantone, al igual que una impresora de inyección de tinta 2D de alta calidad.

Esto se debe a los múltiples cabezales de impresión, como las impresoras FDM 3D de doble extrusora , lo que significa que se pueden imprimir múltiples materiales simultáneamente. El éxito de Material Jetting en la impresión a todo color parece haber influido en el desarrollo de la impresión 3D Multi Jet Fusion .

Además, PolyJet es una de las tecnologías de impresión 3D más rápidas ya que, a diferencia de la sinterización selectiva por láser, por ejemplo, PolyJet imprime como una línea en lugar de en un punto fijo. Esto también significa que PolyJet puede imprimir varios objetos en esta línea a la misma velocidad que imprime un objeto.

PolyJet utiliza las mismas resinas poliméricas líquidas que la estereolitografía , que se inyectan y luego se curan al exponerlas a una luz ultravioleta. Esto es algo similar a la impresión de inyección de tinta 2D, solo con capas de impresión una encima de la otra para crear una parte sólida en lugar de imprimir en papel.

PolyJet / Jetting de materiales frente a SLA

Dado que PolyJet utiliza fotopolímeros como SLA, se podría decir que los dos procesos son similares. Sin embargo, las impresoras SLA 3D utilizan tecnologías de polimerización en cubas con mucho más calor que PolyJet, que utiliza temperaturas más bajas (30-60 ° C).

PolyJet / Jetting de materiales frente a FDM

El modelado por deposición fundida es la tecnología de impresión 3D más asequible y accesible, mientras que PolyJet es más cara e industrial. Una diferencia clave es que las piezas creadas con PolyJet se notan menos fuertes que las creadas con una impresora 3D FDM . Pierden fuerza con el tiempo, mientras que las piezas FDM mantienen su fuerza y forma. Sin embargo, la inyección de material es mucho más rápida, ofrece mejores opciones de material y color y es más escalable.

Proceso de impresión 3D PolyJet / Material Jetting

El proceso es similar a la impresión por inyección de tinta, solo que en lugar de inyectar gotas de tinta sobre el papel, PolyJet usa pequeñas boquillas para depositar gotas de fotopolímeros líquidos en la bandeja de construcción. Mientras se inyecta, el material se cura simultáneamente con una luz ultravioleta. Los polímeros se calientan entre 30 y 60 ° C para controlar su viscosidad mientras se inyectan e imprimen.

Las piezas creadas mediante este proceso requieren soportes para proteger la pieza de deformaciones o alabeos, y se imprimen al mismo tiempo que la pieza. Los soportes suelen estar hechos de un material diferente que está diseñado para separarse de la pieza cuando se disuelve en agua. Una vez disueltas, por lo general apenas se puede decir que había soportes en primer lugar, con las piezas Material Jetted conocidas por sus acabados superficiales lisos.

Postprocesamiento PolyJet / Material Jetting

Los soportes en PolyJet se imprimen de forma sólida, por lo que se utiliza más material que en FDM o SLA. Esto se suma al costo de la inyección de material, que puede ser muy costoso. Sin embargo, el proceso de extracción del soporte es muy fácil, ya que los soportes se crean a partir de materiales que se disuelven en agua, con poca evidencia de que hayan estado allí después.

Dado que no se utiliza un calentamiento extremo, las piezas se deforman o encogen muy poco durante el proceso de impresión. Esto ayuda a reforzar PolyJet como uno de los mejores y precisos acabados de superficie de todas las tecnologías de impresión 3D. Sin embargo, a medida que las piezas se hacen más grandes, pueden comenzar a perder precisión dimensional ya que las resinas comenzarán a encogerse a medida que se curen. Por lo tanto, considere usar otras tecnologías como Binder Jetting para piezas muy grandes. También debe tener cuidado al manipular las piezas, ya que pueden deformarse fácilmente debido a la exposición a condiciones cálidas o húmedas.

Aunque PolyJet ofrece los mejores acabados superficiales de todas las tecnologías de fabricación aditiva, todavía hay varias técnicas de posprocesamiento disponibles. Estos incluyen el lijado de la pieza si la pieza se va a recubrir posteriormente. Además, las piezas se pueden teñir y pintar para cambiar de color. Sin embargo, con la capacidad de imprimir a todo color de todos modos, esto no siempre es necesario.

PolyJet / Materiales de inyección de material

Hay una amplia gama de materiales disponibles para usarse con PolyJet, literalmente miles. Estos varían en color y propiedades químicas, desde rígidos a flexibles y moldeables. Para ser considerado un material adecuado para la impresión, el material debe tener una baja viscosidad y poder inyectarse en forma de gotas.

Sin embargo, estos materiales no son baratos. Los cartuchos de resina pueden costar entre € 300 y € 1,000 por kg. Ay.

Aplicaciones de inyección de material / PolyJet

Prototipos a todo color: dado que se pueden lograr superficies lisas y a todo color, PolyJet es el método perfecto para prototipos visuales detallados. Esto permite a los diseñadores e ingenieros ver cómo se ve su producto de cerca y evaluar los detalles y la funcionalidad. A menudo se usa para crear patrones para moldes que se usarán en otros procesos, como el moldeo por inyección. El prototipo original se crea con PolyJet y luego se utiliza para crear muchos más productos moldeados por inyección.

Modelos realistas para la educación: otro uso común de la impresión 3D Material Jetting es crear modelos realistas, como modelos anatómicos precisos de órganos humanos. Estos modelos pueden usarse para ayudar a enseñar a los estudiantes cómo realizar procedimientos médicos para que tengan más experiencia antes de realizar cirugías reales. Este acortamiento de la curva de aprendizaje es clave para reducir las tasas de mortalidad durante las cirugías.

Precio de la impresora PolyJet 3D

A diferencia de las impresoras 3D FDM , PolyJet es principalmente una solución industrial. Las impresoras 3D PolyJet comienzan en alrededor de € 6,000 y pueden costar hasta € 75,000 para los modelos de especificaciones más altas. Esto, junto con los costes de los materiales, convierte a Material Jetting en una tecnología de impresión 3D cara.

Ventajas y desventajas de PolyJet / Material Jetting

Ventajas de PolyJet / Material Jetting

• Preciso : la tecnología de impresión 3D con mayor precisión dimensional, hasta 16 micrones.
• Acabado de superficie suave : comparable al moldeo por inyección, por lo tanto, Material Jetting tiene aplicaciones en prototipos de moldeo por inyección.
• Rápido y escalable : PolyJet puede imprimir varias piezas simultáneamente sin pérdida de velocidad a diferencia de las impresoras 3D FDM o SLS .
• A todo color : no muchas tecnologías pueden producir impresiones a todo color, solo Binder Jetting, PolyJet y algunas impresoras Multi Jet Fusion . Agregue el hecho de que se pueden imprimir varios materiales en la misma pieza, y Material Jetting realmente se destaca. Además, el hecho de que se pueden utilizar casi infinitos tonos de color hace que sea extremadamente versátil para la impresión en color.

Desventajas de PolyJet / Material Jetting

• Pobres propiedades mecánicas : las piezas a menudo tienen peores propiedades mecánicas que las piezas creadas con tecnologías como FDM o SLS . Al igual que las piezas impresas en 3D SLA, son vulnerables al calor y la luz solar y pueden perder resistencia con el tiempo.
• Muy caras : son impresoras 3D industriales y los materiales pueden costar entre € 300 y € 1,000 / kg, y las impresoras industriales de inyección de material a veces cuestan € 100,000 +.

Binder Jetting es una tecnología de impresión 3D menos conocida pero versátil que tiene aplicaciones en una variedad de industrias. Binder Jetting es similar a la sinterización selectiva por láser en que requiere polvo en una plataforma de construcción para imprimir en 3D. Se utiliza en dos áreas principales: impresión 3D de metal y en la impresión de modelos y moldes de arena.

Si alguna vez ha visto el término impresión 3D ColorJet, también es Binder Jetting. 3D Systems vende impresoras bajo la marca Color Jet, por lo que si ve esto, sigue siendo Binder Jetting.

Lea nuestras guías de otras tecnologías de impresión 3D aquí .

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Antes de comenzar a imprimir con Binder Jetting

Para imprimir en 3D, necesita un modelo digitalizado de la pieza que desea crear. Estos se pueden descargar en línea desde sitios como Thingiverse, o puede diseñarlos usted mismo. Los tipos de archivos de impresora 3D compatibles con la mayoría de las impresoras 3D incluyen archivos .stl, .obj y .gcode. Luego, estos se pueden enviar a la impresora 3D para cortarlos e imprimirlos.

Proceso de inyección de aglutinante

Binder Jetting implica depositar un agente aglutinante sobre un lecho de polvo, capa por capa, para formar una pieza. Estas capas se forman, una tras otra, hasta que se crea la parte completa. Podría describirse como un híbrido con elementos de sinterización selectiva por láser y inyección de material , utilizando un material en polvo como con SLS y un agente aglutinante para crear la pieza.

Un cabezal de impresión pasa sobre la superficie del polvo, depositando gotas de aglutinante (que tienen alrededor de 50 micrones de diámetro) que unen las partículas de polvo para formar cada capa del eventual modelo 3D.

Una vez que se termina una capa, el lecho de polvo se baja una capa y se extiende una nueva capa de polvo sobre la capa previamente impresa para que pase el cabezal de impresión.

La precisión y el acabado del objeto aglomerante depende de una variedad de factores. En primer lugar, las alturas de las capas son importantes para determinar la suavidad del acabado. Además, el tamaño de la gota y el tamaño del polvo son importantes para la precisión y la precisión con que se capturará la geometría compleja.

Postimpresión de inyección de aglutinante

Una vez impresa, la pieza se deja curar y ganar fuerza. Después de esto, la pieza se retira del lecho de polvo. Cualquier polvo que no se haya unido se elimina con aire comprimido.

Con Binder Jetting, no se requieren soportes, a diferencia de FDM o SLA. Esto se debe a que las piezas están rodeadas de polvo. Esto también ayuda a reducir el tiempo de posprocesamiento y también ahorra dinero ya que se consumen menos materiales.

Contenedor de polvo

Al igual que SLS, Binder Jetting utiliza un contenedor de polvo. Sin embargo, las piezas se imprimen sin calor, por lo que no hay enfriamiento diferencial y, por lo tanto, no hay deformaciones. Esto significa que se pueden imprimir varias piezas fácilmente durante el proceso de impresión. Esto hace que Binder Jetting sea un buen candidato para la fabricación de piezas metálicas de volumen bajo a medio.

Precisión dimensional

Si la precisión de la impresión 3D de arenisca a todo color, generalmente se limita a 100 micrones, mientras que los núcleos / moldes se limitan a entre 240-380 micrones. Sin embargo, algunas impresoras pueden imprimir hasta 50 micrones si se requiere una superficie especialmente lisa, aunque esto hace que la impresión sea más cara y más lenta. Debido a la falta de calentamiento, las piezas tienen una precisión dimensional muy buena. Sin embargo, existen problemas potenciales de contracción durante los procesos de infiltración o sinterización. Estos son difíciles de predecir y pueden hacer que las piezas se encojan entre un 0,8% y un 2% del tamaño total de la pieza.

Aquí hay otro video que explica el proceso:

Materiales de inyección de aglutinante

Hay dos tipos principales de materiales utilizados con Binder Jetting, arenisca y metales. Sus aplicaciones varían mucho, lo que explicaremos en la siguiente parte.

Chorro de arena con aglutinante

Impresión en arena a todo color

Binder Jetting es una alternativa de bajo costo a los procesos de fabricación tradicionales a las piezas 3D hechas de arena. Un beneficio clave de usar Binder Jetting es la ventaja de la impresora 3D a todo color , una rareza en la impresión 3D. Esto se hace mezclando polvos a base de yeso con el aglutinante líquido.

El cabezal de impresión inyecta el agente aglutinante mientras que otro cabezal de impresión (secundario) inyecta color. Luego, la pieza se cura y se limpia para recuperar la pieza terminada. Luego, esta parte se sinteriza generalmente para hacerla más fuerte. Dado que la pieza ya está coloreada correctamente y cualquier exceso de polvo se puede eliminar fácilmente, otra ventaja del chorro de arena con aglutinante es que se necesita muy poco procesamiento posterior.

Impresión de moldes de arena

El chorro de arena también se usa a menudo para crear moldes, usando arena real o sílice artificial.

Se aplica el mismo método de impresión que con la impresión en arena a todo color. Estos moldes se crean y luego se funden, antes de romperlos para que se pueda quitar la parte metálica del interior. Esto permite formas geométricas complejas, además de ser de bajo costo.

Inyección de aglutinante con metal

Binder Jetting también se puede utilizar para producir piezas metálicas. El proceso implica la unión de polvo metálico utilizando el agente aglutinante de polímero. Al igual que con la arena, Binder Jetting permite la creación de piezas geométricamente complejas que los métodos de fabricación tradicionales simplemente no pueden hacer.

Los metales compatibles con Binder Jetting incluyen acero inoxidable, inconel, cobre, titanio y carburo de tungsteno. En un futuro próximo, la inyección de aglutinante también puede ser fácilmente compatible con los termoplásticos.

Para crear piezas metálicas resistentes y funcionales, se recomienda un proceso secundario. Dependiendo de la funcionalidad prevista de la pieza, se realiza la infiltración o la sinterización. Estos dos procesos se describen a continuación:

Infiltración

Una vez que la pieza ha curado, se retira y se coloca dentro de un horno caliente. El aglutinante se calienta hasta que se quema, reduciendo la pieza a aproximadamente un 60% de densidad y dejando huecos en la pieza.

Luego se usa bronce para rellenar estas partes no densas hasta que la parte tenga una densidad superior al 90% y sea mucho más fuerte: se infiltra en los huecos. Sin embargo, las piezas creadas mediante esta técnica siguen siendo menos resistentes que las piezas creadas mediante fusión en lecho de polvo, como la fusión por haz de electrones o la sinterización directa por láser de metales .

Sinterización

La sinterización se puede realizar en lugar de la infiltración en algunas situaciones. Una vez curada la pieza, se sinteriza en el horno hasta que alcanza una alta densidad de al menos el 97%.

Sin embargo, una razón por la que algunos pueden preferir la infiltración se debe a la contracción que se produce durante el proceso. Es casi imposible predecir qué dimensiones se verán más afectadas y la reducción no es igual en toda la pieza. Esto debe tenerse en cuenta al diseñar la pieza en una herramienta de software 3D, pero aún puede ser problemático.

Aplicaciones de inyección de aglutinante

Modelos de fundición en arena

Se pueden imprimir moldes y núcleos de arena intrincados utilizando impresoras 3D Binder Jetting. El proceso del molde no es muy diferente al de Fundición a la cera perdida y permite geometrías intrincadas debido al soporte que proporciona el molde.

Para obtener más detalles sobre este proceso, vea el video a continuación realizado por la destacada compañía de impresoras Binder Jetting 3D ExOne:

Modelos y prototipos a todo color

Al ser una de las pocas tecnologías capaces de imprimir a todo color, Binder Jetting es una excelente opción para prototipos en color. La capacidad de usar color e imprimir en tamaños grandes significa que Binder Jetting es perfecto para prototipos arquitectónicos como extensiones de casas, piscinas, hoteles; así como una serie de otras industrias.

Empresas de impresoras 3D de inyección de carpetas

Muchas menos empresas de impresoras 3D operan en el sector de inyección de aglutinante que en la impresión 3D de metal DMLS .

Estas empresas incluyen 3D Systems (bajo la marca Color Jet), ExOne, Digital Metal y Voxeljet. La impresión 3D de Nano Particle Jetting (NPJ) de XJet es similar, pero no se considera Binder Jetting.

• Para obtener más información, tenemos una descripción detallada de todos los fabricantes de impresoras 3D de metal aquí .

Ventajas y desventajas de la inyección de aglutinante

Ventajas de la inyección de aglutinante

• No requiere soportes : significa menos tiempo de posprocesamiento y se utilizan menos materiales en comparación con tecnologías como el modelado por deposición fundida y la estereolitografía .
• Más económico : el 100% del polvo no utilizado se puede reutilizar en futuras impresiones. En las impresoras 3D SLS, solo aproximadamente el 50% es reutilizable.
• Sin deformaciones ni encogimientos: no utiliza calor, por lo que no hay deformaciones debido al enfriamiento diferencial, como ocurre con las impresoras 3D FDM . Sin embargo, tenga en cuenta que se puede producir algo de contracción con la sinterización después de la impresión. La falta de deformación significa que las impresoras 3D Binder Jetting son excelentes opciones para la producción de piezas escalables.
• Opciones a todo color : muy pocas tecnologías tienen esta opción comúnmente disponible, solo Multi Jet Fusion y Material Jetting .

Desventajas / limitaciones de la inyección de aglutinante

• Baja resistencia de la pieza : incluso con sinterización o inflitración, las piezas creadas mediante Binder Jetting no son tan resistentes como las piezas creadas mediante fusión en lecho de polvo. A menudo tienen menos resistencia mecánica y se rompen / alargan con una fuerza menor.
• Menos precisa que la inyección de material : por lo tanto, la inyección de carpetas pierde en algunos casos la impresión a todo color.