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Fusión por haz de electrones: todo lo que necesita saber sobre la impresión 3D EBM

3D Builder - John · 25/09/2020 ·

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Electron Beam Melting es una de las principales tecnologías de impresión 3D de metal , y ha sido comercializada por Arcam en los últimos años. Es similar a la sinterización directa por láser de metales , aunque con una diferencia clave que explicaremos a continuación.

EBM cae bajo el paraguas de Powder Bed Fusion junto con DMLS y SLM, al igual que la sinterización selectiva por láser si incluye plásticos. Es una tecnología de impresión puramente metálica; no puede imprimir polímeros plásticos con EBM.

Puede ver todas nuestras guías de tecnología de impresión 3D aquí .

Este ranking también se puede descargar como parte de nuestro libro electrónico GRATUITO sobre tecnologías de impresión 3D. Puedes descargarlo aquí.

Tiempo de lectura: aproximadamente 4 minutos

Tabla de contenido

  • Fusión por haz de electrones: Introducción
  • Impresión 3D de fusión por haz de electrones
    • Postprocesamiento de fusión por haz de electrones
    • Láser frente a haz de electrones: DMLS frente a EBM
    • Materiales de fusión por haz de electrones
  • Ventajas y desventajas de la fusión por haz de electrones
    • Ventajas de la fusión por haz de electrones
    • Desventajas / limitaciones de la fusión del haz de electrones
    • Aplicaciones de la fusión por haz de electrones

Fusión por haz de electrones: Introducción

Aunque no es tan conocido como la estereolitografía o el modelado de deposición fundida , la EBM se utiliza con bastante regularidad en la impresión 3D de metales industriales. La fusión por haz de electrones es similar a SLS en que ambos imprimen en 3D desde un lecho de polvo a través de la fusión del lecho de polvo. Desde su invención, la técnica hasta ahora solo ha sido utilizada por Arcam en las cuatro impresoras 3D EBM actuales.

Impresión 3D de fusión por haz de electrones

En EBM, los componentes metálicos completamente densos se crean a partir de un lecho de polvo metálico y se funden mediante un potente haz de electrones. Cada capa se funde según el modelo de impresora 3D enviado a la impresora 3D .

La fusión por haz de electrones utiliza un haz de electrones de alta potencia para derretir el polvo metálico. Este haz de electrones se gestiona a través de bobinas electromagnéticas que permiten un control del haz extremadamente rápido y preciso. Además, esto permite que se mantengan simultáneamente varios ‘grupos de fusión’ diferentes (diferentes objetos dentro de la misma construcción al mismo tiempo).

Esta diapositiva a continuación describe los elementos centrales de la fusión por haz de electrones:

Esta diapositiva describe las partes principales del proceso de fusión por haz de electrones.

El proceso de fusión por haz de electrones se lleva a cabo al vacío y a altas temperaturas. Esto da como resultado piezas de metal producidas con mejores propiedades de material que mediante fundición. Mantener un entorno de construcción limpio y controlado es un factor clave para mantener las especificaciones químicas de la pieza impresa en 3D. Por esta razón, las impresoras EBM generalmente requieren operadores capacitados para monitorear la impresión.

El haz de electrones calienta todo el lecho de polvo a una temperatura de fusión óptima al imprimir cada capa. Esta temperatura depende del polvo metálico utilizado; algunos tienen puntos de fusión mucho más altos. Este calentamiento del lecho de polvo significa que las piezas impresas con Electron Beam Melting están libres de tensiones residuales y tienen mejores propiedades mecánicas.

En EBM, la envolvente de construcción se puede llenar con varios objetos construidos al mismo tiempo, siempre que estén todos adjuntos a la plataforma de construcción.

Pieza de metal creada mediante impresión 3D de fusión por haz de electrones.

Postprocesamiento de fusión por haz de electrones

Después de la impresión, cualquier polvo no solidificado se puede recuperar y reutilizar en una impresión futura. Esto ahorra dinero y es mucho más eficiente que otros métodos de impresión 3D en los que tan solo el 20% del polvo total utilizado se sinteriza.

EBM, como FDM y SLA, requiere el uso de soportes cuando se imprime en 3D. Esto es para anclar las piezas a la plataforma de construcción y evitar que las piezas colgantes se vuelvan inestables. Además, estos soportes transfieren el calor lejos de donde se está fundiendo el polvo, reduciendo el estrés térmico en la pieza. Esto ayuda a prevenir el alabeo y la deformación general que puede ocurrir con las altas temperaturas.

Láser frente a haz de electrones: DMLS frente a EBM

La fusión por haz de electrones utiliza, como su nombre indica, un haz de electrones. Esto se diferencia de la sinterización directa por láser de metales en que se utiliza en su lugar un láser (con fotones).

Un filamento de tungsteno se calienta al vacío para producir estos electrones. Se proyectan a altas velocidades hacia el polvo metálico en el lecho de polvo para calentarlo. Se utiliza un vacío porque evita que el polvo metálico se oxide cuando se calienta.

Este video a continuación explica la tecnología de fusión por haz de electrones con más profundidad:

Materiales de fusión por haz de electrones

La fusión por haz de electrones se basa en cargas eléctricas para la impresión en 3D y, por lo tanto, los materiales deben ser conductores para su uso. Esto significa que los polímeros y las cerámicas no se pueden utilizar con fusión por haz de electrones.

Los polvos metálicos comúnmente utilizados incluyen aleaciones de titanio y cromo-cobalto. Sin embargo, estos materiales son caros, con un costo de entre 350 y 450 euros por kg.

Ventajas y desventajas de la fusión por haz de electrones

Ventajas de la fusión por haz de electrones

  • Piezas de metal resistentes : las piezas impresas en 3D con EBM tienen una densidad muy alta (más del 99%).
  • Escalable : se pueden producir varias piezas simultáneamente, ya que el haz puede separar el polvo en varios lugares a la vez.
  • Imprime más rápido y con menos soportes que DMLS : Requiere menos soportes debido a que hay menos estrés térmico en las piezas, y la capacidad del haz de electrones para escanear toda la capa a la vez también la hace más rápida.
  • Polvo reutilizable : el polvo no utilizado se puede recuperar y reutilizar, lo que ahorra dinero y protege el medio ambiente.

Desventajas / limitaciones de la fusión del haz de electrones

  • No versátil : disponibilidad limitada de materiales para su uso en EBM.
  • Caro : Requiere una impresora 3D de nivel industrial y materiales costosos. Las impresoras pueden costar más de € 250,000, y los materiales cuestan más de € 300 por kg.
  • Las piezas suelen requerir mucho procesamiento posterior.
  • Acabado superficial : las piezas tienen un acabado superficial menos liso que el DMLS.
  • Tamaño de construcción limitado : la impresora EBM 3D más grande tiene un volumen de construcción de alrededor de 350 x 350 x 380 mm. Algunas impresoras 3D DMLS, como la X Line 2000R de Concept Laser, tienen un volumen de impresión de 800 x 400 x 500 mm.

Aplicaciones de la fusión por haz de electrones

La fusión por haz de electrones tiene aplicaciones en industrias como la aeronáutica y el automovilismo debido a las piezas resistentes y de alta densidad que puede producir. La fusión por haz de electrones también se utiliza en la industria biomédica para fabricar prótesis. Sin embargo, sobre todo, EBM se utiliza para piezas de pequeñas series y prototipos para comprobar la estructura de las piezas.

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Sinterización directa por láser de metales: todo lo que debe saber sobre la impresión 3D DMLS

3D Builder - John · 25/09/2020 ·

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La sinterización directa por láser de metales es la tecnología de impresión 3D de metales más utilizada. Muchas importantes empresas de impresión 3D de gran valor, incluidas 3D Systems, SLM Solutions, Concept Laser y EOS, venden impresoras 3D de metal DMLS que pueden crear piezas de metal increíblemente complejas y joyas impresas en 3D a partir de metales preciosos.

Esta guía cubre el proceso de sinterización directa por láser de metal, así como los requisitos posteriores a la impresión, los materiales que pueden usar las impresoras DMLS y las ventajas y desventajas en comparación con otros procesos de impresión 3D de metal como Binder Jetting y Electron Beam Melting .

Si esta guía le resultó útil, asegúrese de consultar nuestras otras guías de tecnologías de impresión 3D .

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

Tiempo de lectura aproximado: 4 minutos .

Tabla de contenido

  • Sinterización directa por láser de metales / Fusión selectiva por láser
    • DMLS frente a SLM
    • DMLS frente a EBM
    • Historia de la sinterización directa por láser de metales
    • Impresoras 3D DMLS y características de la impresora
  • Sinterización directa de metales por láser / Proceso de impresión SLM 3D
    • Postprocesamiento DMLS / SLM
      • 1. Tratamiento térmico
      • 2. Eliminación de soporte
      • 3. Eliminación de exceso de polvo
      • 4. Extras opcionales
    • Materiales de sinterización directa por láser de metales / SLM
    • Empresas DMLS / SLM
    • Aplicaciones DMLS / SLM
  • Ventajas y desventajas de la sinterización directa por láser de metales
    • Ventajas de DMLS
    • Desventajas / Limitaciones de DMLS

Sinterización directa por láser de metales / Fusión selectiva por láser

Tanto DMLS como EBM caen bajo el paraguas de Metal Powder Bed Fusion, pero tienen una diferencia clave. La sinterización selectiva por láser también se incluye en Powder Bed Fusion, pero solo involucra plásticos, mientras que DMLS y EBM solo imprimen metales en 3D. La fusión selectiva por láser también se explica a continuación.

DMLS frente a SLM

DMLS y SLM (fusión selectiva por láser) a veces también se usan indistintamente, pero también son ligeramente diferentes. En el proceso DMLS, los polvos metálicos se calientan a una temperatura lo suficientemente alta como para fusionarse y crear una parte sólida, pero no se derriten por completo.

Sin embargo, en SLM, el polvo de metal se derrite por completo, creando una pieza homogénea con un punto de fusión universal y las mismas propiedades mecánicas en toda la pieza.

Si bien el proceso es el mismo, DMLS se usa cuando se crean aleaciones para las partes metálicas, mientras que SLM se usa para crear metales de un solo elemento, como con titanio o aluminio.

SLM Solutions 280, una impresora SLM, junto a 3D Systems ProX, una impresora 3D DMLS.

DMLS frente a EBM

Las tecnologías detrás de DMLS y EBM son las mismas, excepto por cómo se calienta y solidifica el polvo metálico. Mientras que DMLS y SLM usan un láser de protones para calentar el polvo metálico, EBM usa un haz de electrones. Este haz de electrones enfocado escanea a través de la capa de polvo metálico, solidificando el área elegida.

  • También puede ver nuestra guía completa de fusión por haz de electrones aquí .

Historia de la sinterización directa por láser de metales

La sinterización directa por láser de metal fue patentada por ERD y EOS en 1994, antes de que EOS fuera pionera en la tecnología en sus impresoras 3D DMLS. Aunque la patente no se produjo hasta 1994, la investigación preliminar realizada sobre lo que eventualmente se convertiría en DMLS se remonta a fines de la década de 1970.

Pieza creada con sinterización directa por láser de metales.

Impresoras 3D DMLS y características de la impresora

La sinterización directa por láser de metales es diferente a tecnologías como el modelado por deposición fundida en que no utiliza filamento. En su lugar, se utiliza un polvo metálico similar al SLS. Este polvo metálico tiene que ser muy fino y tener una geometría específica para asegurar la suavidad de las piezas impresas con DMLS.

El rendimiento de la impresora 3D de metal depende de tres factores principales:

  • Tamaño del punto del láser : qué tan grande es el láser y, por lo tanto, qué tan preciso es.
  • Geometría del polvo metálico : polvos más finos frente a polvos menos finos.
  • Altura de la capa : capas más pequeñas significan tiempos de impresión más largos pero acabados superficiales de mejor calidad y calidad de la pieza.

En general, las impresoras 3D de metal suelen tener una precisión de alrededor de 0,1 mm. Sin embargo, no son como las impresoras 3D FDM de escritorio que a menudo son listas para usar y, a menudo, requieren operadores capacitados para monitorear las máquinas de manera segura y efectiva.

Este video de Stratasys Direct explica con mayor profundidad el proceso de sinterización directa por láser de metales:

Sinterización directa de metales por láser / Proceso de impresión SLM 3D

En primer lugar, el rodillo dentro de la impresora 3D de metal esparce una fina capa de polvo en el tanque vacío de la impresora 3D. Esta capa de polvo se extiende para que tenga la misma altura que una capa (generalmente de 20 a 100 micrones). A continuación, se calienta la cámara de impresión de la impresora 3D.

La cámara de impresión calentada calienta el polvo hasta que no está muy por debajo de su punto de fusión. El láser de la impresora 3D sigue la forma preestablecida del diseño del archivo 3D para rastrear la pieza, sinterizando el metal. Una vez que el láser ha terminado de sinterizar toda la capa, el rodillo vuelve a esparcir una nueva capa de polvo y el proceso se repite. Esto continúa, capa por capa, hasta que se crea la pieza de metal terminada.

El proceso de sinterización directa por láser de metales (DMLS).

Postprocesamiento DMLS / SLM

A diferencia de tecnologías como el modelado por deposición fundida, no puede simplemente quitar la pieza terminada inmediatamente después de imprimir con el sinterizado láser de metal directo. Hay pasos adicionales antes de tener una pieza funcional y una serie de pasos opcionales para una mejor calidad de acabado.

1. Tratamiento térmico

Antes de que pueda retirar el objeto de la plataforma de construcción, se requieren tratamientos térmicos con sinterizado láser de metal directo. Esto implica calentar y enfriar el objeto a temperaturas reguladas para ayudar a que la pieza se solidifique y se vuelva más fuerte. Esto también ayuda a aumentar la porosidad del metal.

2. Eliminación de soporte

Apoya la ayuda con la calidad de las piezas metálicas de diversas formas. En primer lugar, actúan como un disipador de calor, desviando el calor de la pieza y minimizando la distorsión debida al calor y las tensiones de impresión. A diferencia de la estereolitografía o FDM, quitar los soportes con la sinterización láser de metal directo no es tan fácil como romper los soportes de plástico. Con DMLS, los soportes metálicos deben romperse con máquinas, lo que puede provocar problemas con el acabado de la superficie en estas áreas. Estas áreas deben archivarse posteriormente.

3. Eliminación de exceso de polvo

Al igual que con la sinterización selectiva por láser, las piezas se rodean con el material en polvo en la cámara de construcción. Por lo tanto, cualquier exceso de polvo sin sinterizar debe eliminarse de la pieza para reutilizarlo (si es posible) o desecharlo.

4. Extras opcionales

  • Mecanizado: para mejorar el acabado superficial.
  • Pulido – acabado superficial más brillante.
  • Revestimiento de metal.
Una pieza de metal que se utiliza para reemplazar una parte del cráneo faltante, creada con sinterización directa por láser de metal.

Materiales de sinterización directa por láser de metales / SLM

Aunque los fabricantes de impresoras 3D están innovando continuamente para crear nuevos polvos metálicos, existen varios polvos metálicos principales que se utilizan en la impresión 3D DMLS. Estos incluyen aluminio y titanio, aunque también se utilizan comúnmente otros como el cobalto-cromo, el acero inoxidable y el Inconel.

La sinterización directa por láser de metales también se puede utilizar con metales preciosos para crear joyas impresas en 3D . Este proceso involucra metales como oro, platino o plata para crear impresionantes piezas de joyería con geometrías complejas que otros procesos de fabricación simplemente no pueden hacer.

Empresas DMLS / SLM

Aunque cada año entran nuevos fabricantes de impresoras 3D en el mercado de DMLS, hay algunas empresas dominantes en el sector. Estos incluyen 3D Systems, EOS con su gama de impresoras EOSINT, SLM Solutions y GE Additive desde la adquisición de Concept Laser.

Sin embargo, las nuevas empresas de impresoras 3D de metal amenazan a estos titulares, como lo ha demostrado Desktop Metal con su extraordinario crecimiento. Otros, como XJet, Markforged, Vader Systems y Renishaw fabrican impresoras 3D industriales que competirán por contratos de alto valor.

  • También tenemos una guía completa sobre fabricantes de impresoras 3D de metal .
Concept Laser es un destacado fabricante de impresoras 3D DMLS adquiridas por GE Additive.

Aplicaciones DMLS / SLM

Aeroespacial: la sinterización directa por láser de metales se utiliza mucho en industrias como la aeroespacial y la automoción. Esto se debe a que DMLS puede crear piezas optimizadas para que pesen mucho menos y, al mismo tiempo, conserven su resistencia. En industrias como la aeroespacial y también la automotriz, donde ahorrar solo un kilogramo puede ahorrar millones a las empresas, DMLS ofrece una mejora fantástica.

Médico y dental : DMLS también se usa en el sector médico, para piezas en metales estériles que se pueden insertar en pacientes para promover un crecimiento óseo saludable. Las piezas metálicas DMLS también se han adoptado de forma bastante amplia en el sector dental, para coronas y otros implantes.

Ventajas y desventajas de la sinterización directa por láser de metales

Ventajas de DMLS

  • Excelente para crear piezas geométricamente complejas donde se requiere mucha personalización. DMLS es una gran alternativa cuando otros métodos de fabricación simplemente no pueden crear piezas con ciertas geometrías.
  • Puede crear piezas metálicas resistentes: las piezas tienen buenas propiedades mecánicas, mucho mejores que las del aglutinante.
  • Ofrece beneficios significativos a través de la optimización de la topología, reduciendo el peso y aumentando la fuerza de los cohetes, aviones y automóviles. Es por eso que la impresión 3D ha tenido un uso significativo en la Fórmula 1, donde los milisegundos ganados pueden significar la diferencia entre el podio y la gloria.

Desventajas / Limitaciones de DMLS

  • DMLS ofrece un tamaño de construcción pequeño en comparación con otras tecnologías. Otras tecnologías como FDM pueden ofrecer tamaños de construcción de más de 100 cm³ con los que DMLS no puede competir.
  • DMLS es un proceso muy caro. Todas las impresoras 3D de metal son industriales y pueden costar más de 250.000 euros. Además, los polvos metálicos son extremadamente caros, y los polvos de acero inoxidable 316L cuestan € 350-450 / kg. Binder Jetting varias veces más barato, aunque no es tan preciso.

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Las armas impresas en 3D aún no están matando a la gente

3D Builder - John · 25/09/2020 ·

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En 2020, hubo una repentina oleada de histeria por la inminente crisis de las armas impresas en 3D en la que cualquiera podía fabricar un arma en su cocina o garaje. Para 2020, el consenso era que las pistolas impresas en 3D eran una moda de una semana y no había que temer. Sin embargo, con el avance tan rápido de la fabricación aditiva, especialmente en la impresión 3D de metal, ¿estamos cerca de una crisis de armas impresas en 3D?

Antes de intentar responder a esa pregunta, es necesario hablar sobre los sustos previos a las armas impresas en 3D, lo fáciles que son de hacer, su eficacia y la historia de estas armas.

Tabla de contenido

  • Historia de las pistolas impresas en 3D
    • Las pistolas impresas en 3D son FÁCILES de fabricar
    • Entonces, ¿por qué no están en todas partes?
  • Cody Wilson: Liberador de armas impreso en 3D
    • Defensa distribuida
  • Tipos de modelos de pistola impresos en 3D
  • Diferencias entre una pistola impresa en 3D y una pistola normal
  • Pistolas impresas en 3D en la historia de crímenes de la vida real
  • Pistolas de metal impresas en 3D
  • Conclusión

Historia de las pistolas impresas en 3D

Para articular con precisión cómo la pistola impresa en 3D será un problema en un futuro cercano, es necesario visitar su pasado. Las pistolas impresas en 3D aparecieron por primera vez en los titulares en 2020 cuando Defense Distributed alojó un archivo descargable de forma gratuita con una pistola impresa en 3D que diseñaron llamada Liberator. Habían revelado la existencia de los diseños desde mediados de 2020.

Esto, por supuesto, se volvió viral, recibiendo más de 100,000 descargas en 2 días (incluida una cantidad preocupante de España, España, Alemania y Brasil), lo que provocó que el gobierno de los EE. UU. Exigiera que Defense Distributed eliminara el archivo de su sitio. Sin embargo, como sabrá cualquiera que haya utilizado Internet, esto no significa absolutamente nada. Los sitios de alojamiento como The Pirate Bay comenzaron instantáneamente a albergar los planos de la pistola impresa Liberator 3D.

Un ejemplo de un archivo de pistola impreso en 3D que se encuentra alojado en Internet.

Las pistolas impresas en 3D son FÁCILES de fabricar

Esta pistola impresa en 3D se puede ensamblar fácilmente después de imprimirse a partir de ABS o PLA , dos de los filamentos de plástico más baratos y comunes. Cualquiera que tenga una impresora 3D FDM puede imprimir una de estas pistolas, con un costo de material estimado en solo € 25. Todo lo que necesita además de esto es un simple percutor de metal, y estos se pueden comprar en tiendas generales de todo el mundo.

Entonces, ¿por qué no están en todas partes?

Aquí está la parte tranquilizadora: no funcionan bien . Si funcionaran a la perfección y fueran tan fáciles de hacer como lo son, ya estarían en todas partes. Son propensos a explotar cuando se disparan (peligroso para el usuario), se rompen y agrietan con frecuencia y son torpes para recargar. El hecho de que estén hechos de termoplásticos como PLA y ABS crea problemas de confiabilidad ya que estos materiales simplemente no son lo suficientemente fuertes para manejar la energía que implica disparar una bala.

Existe una alta probabilidad de que cualquier Liberator impreso en una impresora 3D barata dispare menos de 10 balas antes de romperse. Además, una vez disparada, la pistola impresa Liberator 3D requiere que el cartucho gastado se retire manualmente en cada disparo. Esto es simplemente ineficiente. Cualquiera que intente usar uno sería tackleado en los 10 segundos o más entre cada disparo que podría ser disparado.

Por lo tanto, en su estado actual, las pistolas de plástico impresas en 3D no son una amenaza masiva para la seguridad nacional. Más adelante llegaremos a las pistolas metálicas impresas en 3D.

La pistola Liberator impresa en 3D por Defense Distributed en sus partes antes de ser ensamblada.

Cody Wilson: Liberador de armas impreso en 3D

Defense Distributed está liderado por el articulado criptoanarquista Cody Wilson, un ex estudiante de derecho de 30 años en la Universidad de Texas. El propio Wilson tiene una licencia de fabricación y venta de la oficina de ATF de EE. UU.; No es solo un rebelde en Internet.

Después de lanzar Liberator en línea en 2020, Cody Wilson no se detuvo allí. Se puso a trabajar, creando diseños para rifles AR-15 impresos en 3D, pistolas M1911 y más. El lanzamiento más notable desde Liberator es la máquina CNC Ghost Gunner. Esta máquina está especialmente diseñada para la fabricación de pistolas. Puede crear un marco de aluminio de pistola M1911 con facilidad.

Además, estos se venden directamente en su sitio web por € 1,650. Técnicamente, no están impresas en 3D y emplean métodos de fabricación sustractiva, pero el punto preocupante es que estas armas no tienen número de seguimiento. Son imposibles de rastrear . Son armas fantasmas . Esto llevó a que Cody fuera encontrado en violación de las reglas del Reglamento de Tráfico Internacional de Armas (ITAR), aunque desde entonces ha presentado una demanda federal en respuesta.

Cody Wilson apunta con su pistola impresa en 3D, la Liberator.

Defensa distribuida

A pesar de estar esencialmente en desacuerdo con la mayoría de las cosas que él representa, respeto a Cody Wilson. En realidad, también tiene razón en algunas cosas. Cody quiere que las pistolas impresas en 3D sean tratadas de la misma forma que las normales en los EE. UU. Estoy de acuerdo con ésto. No estoy de acuerdo con que las pistolas deban permitirse por completo, pero dado que son legales en los EE. UU., Deberían tratarse de la misma manera, ya sea impresas en 3D o no.

Si las pistolas impresas en 3D de Cody’s y Defense Distributed pasan los estándares de seguridad establecidos para las pistolas, no hay razón para que no se les permita venderse como pistolas normales, siempre que hayan mostrado números de serie y sigan el resto de estas otras reglas. Esto no se debe a que los medios de comunicación hayan provocado miedo, sino simplemente a la economía, la oferta y la demanda.

Si Cody Wilson ha tropezado con una forma de hacer que las armas sean más baratas, se le debería permitir venderlas y ganar un montón de dinero en función de la reputación de Defense Distributed como el primer y principal distribuidor de armas impresas en 3D. Sin embargo, esto es idealista ya que las armas actualmente están lejos de ser confiables.

Máquina CNC Ghost Gunner de Defense Distributed que crea carcasas de aluminio para pistolas M1911.

Tipos de modelos de pistola impresos en 3D

La pistola impresa en 3D Liberator es la pistola impresa en 3D más notable, pero se han fabricado otras. Éstos incluyen:

  • Agosto de 2020 – Prueba de escopeta Grizzly .22. Disparó 14 perdigones con éxito antes de romperse.
  • Septiembre de 2020 – Revólver Keprringer Pepperbox impreso en 3D. El revólver puede contener hasta 5 balas.
  • Pistola dorada M1911 de metal de Solid Concepts impresa en 3D. Se vende al por menor por € 11,900.
  • Mayo de 2020 – Revólver Zig Zag .30 impreso en 3D. Puede disparar 6 balas antes de tener que recargar.
Solid Concepts ha creado la pistola impresa en 3D más confiable hasta ahora de metal utilizando una impresora 3D de metal industrial.

Diferencias entre una pistola impresa en 3D y una pistola normal

Hay varias diferencias clave entre una pistola impresa en 3D y una pistola normal. Éstos incluyen:

  • Las pistolas impresas en 3D no se pueden rastrear ya que no tienen un número de serie que las vincule a una persona. Esto facilita la comisión de delitos y dificulta la captura de los tiradores.
  • Es más fácil imprimir en 3D una pistola que mecanizarla usted mismo. Se requiere una curva de aprendizaje y un nivel de habilidad más bajos para descargar un archivo STL y configurarlo para que se imprima.
  • Aún puede hacer una pistola impresa en 3D si es un delincuente, un enfermo mental o no está en los EE. UU. Todos estos son factores que normalmente le impedirían tener un arma.
  • Las pistolas de plástico impresas en 3D no activan los detectores de metales. Esto significa que las pistolas impresas en 3D desmontadas podrían pasar fácilmente por el aeropuerto y otras formas de seguridad.

Pistolas impresas en 3D en la historia de crímenes de la vida real

Hay tres eventos principales en los que han participado armas impresas en 3D. En primer lugar, en Australia durante una redada en un laboratorio de metanfetamina, la policía encontró una pistola impresa en 3D cargada durante su búsqueda. En 2020 en Manchester, España, la policía también cree haber encontrado partes de armas impresas en 3D que creían que esta pandilla de Manchester estaba reuniendo para usar o vender. Las piezas encontradas incluyen un gatillo, cargadores y pólvora.

El evento más notable fue un artículo de Mail on Sunday publicado el 11 de mayo de 2020 en el que ellos mismos imprimieron en 3D una pistola Liberator y abordaron un tren Eurostar con ella. Imprimieron en 3D la pistola en una impresora 3D de £ 1,700 con filamentos de plástico. Como la pistola era de plástico, los detectores de metales no se activaron y los tres hombres pasaron de contrabando la pistola desmontada colocando piezas en cada uno de sus bolsillos. Luego, un hombre volvió a ensamblar la pistola impresa en 3D en los baños del Eurostar en 30 segundos (incluido el percutor de metal) y capturó fotos de él sosteniendo la pistola en lugares públicos, como en el vagón del tren. Esto muestra lo fácil que son estas armas para llegar a lugares donde se pueden usar para matar a muchas personas rápidamente.

Mail on Sunday introdujo de contrabando una pistola impresa en 3D en un tren Eurostar. Fuente: Mail on Sunday.

Pistolas de metal impresas en 3D

Empresas emergentes como Desktop Metal y Vader Systems han recaudado enormes cantidades de capital (Desktop Metal recaudó más de € 200 millones) alegando que están haciendo la impresión 3D de metal 10-100 veces más rápida de lo que solía ser, al tiempo que reducen los costos de producción significativamente. Si estas promesas se pueden actualizar, la impresión 3D de metal se volverá más barata, más rápida y más escalable, pudiendo potencialmente competir con la fabricación tradicional.

Dado que los diseños de pistolas impresas en 3D están en todo Internet, debe asumir que cualquier persona con una impresora 3D de metal tendrá la capacidad de imprimir su propia pistola de metal si así lo quisiera. Por lo tanto, un problema potencial serio en el futuro es que cuando la impresión 3D de metal se vuelva lo suficientemente barata como para que la mayoría de la gente pueda pagarla, entonces, en teoría, todos podrían fabricar sus propias armas fantasma con facilidad. La impresora 3D de buen metal más barata es la Markforged Metal X, que cuesta € 100,000. Pero a un precio más barato que esto, ¿es tan indignante que las células terroristas estén dispuestas a comprar una para crear armas ilimitadas?

Conclusión

El hecho de que no estén matando gente hoy no significa que no se deba temer a la pistola impresa en 3D. La realidad es que las pistolas de plástico impresas en 3D no son fiables, es probable que se rompan al dispararse y son igualmente peligrosas para el tirador.

Sin embargo, las pistolas de metal impresas en 3D pueden causar tanto daño como las pistolas que se venden en las tiendas de EE. UU. La actual inaccesibilidad de la impresión 3D en metal significa que estas armas no representan una amenaza inmediata para la seguridad nacional. Pero la impresión 3D está mejorando muy rápidamente y es una tecnología exponencial. Dado que las empresas de impresión 3D de metal ya afirman ofrecer formas de imprimir metal en 3D 100 veces más rápido que unos años antes, ¿cuánto tiempo pasará hasta que la impresión 3D de metal se democratice tanto como las impresoras 3D FDM de escritorio? Cuando eso sucede, y no si , estas pistolas de metal representan una seria amenaza para la seguridad. Las armas son malas en las manos equivocadas, pero las armas imposibles de rastrear en las manos equivocadas son peores.

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Impresión 3D por inyección de material (PolyJet): todo lo que necesita saber

3D Builder - John · 25/09/2020 ·

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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 .

Tabla de contenido

  • Introducción a la inyección de materiales y PolyJet
    • Una breve historia
    • ¿Es PolyJet o Material Jetting? ¿Y hay alguna diferencia?
    • Preparación para la impresión 3D PolyJet / Material Jetting
    • Características de impresión de PolyJet / Material Jetting
      • PolyJet / Jetting de materiales frente a SLA
      • PolyJet / Jetting de materiales frente a FDM
    • Proceso de impresión 3D PolyJet / Material Jetting
    • Postprocesamiento PolyJet / Material Jetting
    • PolyJet / Materiales de inyección de material
    • Aplicaciones de inyección de material / PolyJet
    • Precio de la impresora PolyJet 3D
  • Ventajas y desventajas de PolyJet / Material Jetting
    • Ventajas de PolyJet / Material Jetting
    • Desventajas de PolyJet / Material Jetting

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.

Piezas impresas en 3D con PolyJet. Tenga en cuenta las geometrías intrincadas y los acabados superficiales lisos.

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 .

Una impresora 3D de inyección de material en mitad de la impresión. Observe el acabado superficial extremadamente suave y preciso.

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 utiliza una luz ultravioleta para curar la resina, como se muestra aquí.

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.

Un modelo anatómico exacto impreso en 3D de un corazón creado con PolyJet.

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.

Las impresoras 3D conocidas incluyen las fabricadas por Objet Geometries.

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 +.

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Impresión 3D de inyección de carpetas: todo lo que necesita saber

3D Builder - John · 25/09/2020 ·

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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 .

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

Tiempo aproximado de lectura: 4 minutos.

Tabla de contenido

  • Antes de comenzar a imprimir con Binder Jetting
    • Proceso de inyección de aglutinante
  • Postimpresión de inyección de aglutinante
    • Contenedor de polvo
    • Precisión dimensional
  • Materiales de inyección de aglutinante
    • Chorro de arena con aglutinante
      • Impresión en arena a todo color
      • Impresión de moldes de arena
    • Inyección de aglutinante con metal
      • Infiltración
      • Sinterización
    • Aplicaciones de inyección de aglutinante
      • Modelos de fundición en arena
      • Modelos y prototipos a todo color
    • Empresas de impresoras 3D de inyección de carpetas
  • Ventajas y desventajas de la inyección de aglutinante
    • Ventajas de la inyección de aglutinante
    • Desventajas / limitaciones de la inyección de aglutinante

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.

El proceso de inyección de carpetas, como se muestra, involucra un rodillo nivelador, alimentadores de carpetas y un cabezal de impresión.

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.

Una impresión de arena a todo color mediante inyección de aglutinante.

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.

Moldes de arena creados con Binder Jetting para luego crear piezas metálicas funcionales.

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:

Una pieza de metal creada mediante Binder Jetting. Esto muestra las complejas geometrías posibles utilizando la tecnología.

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.

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