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Filamento PLA: la guía completa (y las mejores impresoras 3D PLA)

3D Builder - John · 25/09/2020 ·

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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 .

Tabla de contenido

  • Una breve historia del PLA en la impresión 3D
  • ¿Qué es PLA?
  • Características de impresión PLA 3D
    • Punto de fusión del PLA
    • Temperatura de impresión PLA 3D
  • ¿Debería utilizar una cama con calefacción al imprimir PLA en 3D?
    • Tamaños de filamento PLA
  • Ventajas y desventajas de PLA
    • Beneficios del filamento PLA
    • Inconvenientes con el uso de filamento PLA
  • Mejor filamento PLA
  • Las mejores impresoras 3D PLA
  • Guía del comprador de impresoras 3D PLA (todos los rangos de precios)
  • Cómo obtener los mejores resultados de la impresión PLA 3D
  • Tipos de filamento PLA
  • Aplicaciones PLA
  • Cómo almacenar PLA
  • Postprocesamiento de PLA
  • Haciendo filamento de PLA
    • ¿El PLA es biodegradable? ¿El PLA es reciclable?
  • Conclusión

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.

Vik Olliver (derecha), a quien se le ocurrió la idea de usar PLA en la impresión 3D, junto a su primera impresora RepRap.

¿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.

Diferencia de tamaño entre 1,75 mm y 2,85 mm de PLA.

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)

Impresora PLA 3D ¿Cama climatizada? Volumen de construcción (mm) Precio Disponible en
Creality Ender 3 si 220 x 220 x 250 € 250 Amazon aquí
Dremel 3D20 No 230 x 150 x 140 € 650 Amazon aquí
Qidi Tech X-Pro si 230 x 150 x 150 € 699 Amazon aquí
Flashforge Creator Pro si 227 x 148 x 150 € 799 Amazon aquí
Ultimaker S3 si 230 x 190 x 200 € 3,499 Tienda Dynamism aquí

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.
Un cuenco impreso con PLA relleno de madera. Crédito: BrutalBoogz en Reddit.

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
El Polymaker Polybox II puede contener dos carretes de filamento y está vinculado arriba.

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.

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Cada pieza de la impresora 3D explicada

3D Builder - John · 25/09/2020 ·

cada pieza de la impresora 3d

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

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

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

Tabla de contenido

  • Partes de la impresora 3D Sección 1: Partes directamente involucradas en la impresión
    • Extrusora
  • Algunas piezas de impresora 3D extrusora que recomendamos:
    • Extremo caliente
    • Boquilla
  • Algunas piezas de impresora 3D de boquillas que recomendamos:
    • Cama de impresión
  • Partes de la impresora 3D Sección 2: Partes involucradas en el backend / movimiento
    • Sistemas de movimiento
    • Placa controladora
    • Unidad de fuente de alimentación (PSU)
  • Partes de impresoras 3D Sección 3: Partes involucradas en la estructura y la interacción
    • Cuadro
    • Pantalla o interfaz
    • Filamento
  • Parte 4: Piezas adicionales de la impresora Delta 3D
  • Piezas de impresoras 3D Sección 5: Piezas de impresoras 3D de resina

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

Extrusora

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

Algunas piezas de impresora 3D extrusora que recomendamos:

Nombre Precio Mejor lugar para comprar:
E3D V6 € 61 Amazon aquí
E3D Lite6 € 37 Amazon aquí
Micro Swiss MK10 All Metal Hot End € 63 Amazon aquí
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Extrusora doble Diabase Flexion € 250 Amazon aquí
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El extremo frío de la extrusora guía el filamento hacia el extremo caliente, sujetándolo y alimentándolo para fundirlo y depositarlo en la cama de impresión. Está compuesto por partes que incluyen:

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

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

Partes de una extrusora Bowden de impresora 3D.

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

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

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

Extremo caliente

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

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

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

Piezas impresas con y sin refrigeración. Crédito: Tech2C en YouTube.

Las partes del hot end incluyen:

  • Disipador de calor : se asegura de que el filamento no se derrita antes de que llegue a la boquilla, ya que esto puede causar atascos, especialmente con el filamento PLA .
  • Ventilador de enfriamiento : enfría el filamento una vez que se deposita en la cama de impresión para que el plástico fundido se solidifique más rápido y mantenga mejor su forma, evitando el aspecto deformado y descuidado. Un ventilador es especialmente importante para las estructuras de puentes y voladizos delicados, y hace que los bordes sean más nítidos. Las piezas impresas sin ventilador comienzan a parecerse cada vez más al Pokémon Muk a medida que la gravedad saca el plástico de su forma natural antes de que pueda endurecerse.
  • Bloque y cartucho calefactor : las partes responsables del calentamiento y fusión del filamento.
  • Termistor: el sensor que monitorea la temperatura del bloque calentador.
  • Boquilla : se explica con más detalle a continuación.
Partes de la impresora 3D hot end. El E3D V6 es conocido como uno de los mejores hot-end del mercado.

Boquilla

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

Algunas piezas de impresora 3D de boquillas que recomendamos:

Material de la boquilla de la impresora 3D Donde comprar Precio
Latón Amazon aquí € 9 (por 24 boquillas)
Acero inoxidable Amazon aquí € 7 (por 5 boquillas)
Acero endurecido (por E3D) Amazon aquí € 19
Punta de rubí (por Olsson Ruby) Amazon aquí € 93

Las boquillas más pequeñas, como las de entre 0,15 mm y 0,4 mm, son más precisas y pueden imprimir detalles con mayor precisión que las boquillas grandes. Los inyectores de impresora 3D más grandes imprimen mucho más rápido y de manera más confiable, y se obstruyen con mucha menos frecuencia. Si desea imprimir detalles finos, opte por lo pequeño; pero si desea impresiones rápidas, hágalo grande.

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

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

Cama de impresión

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

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

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

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

La cama de impresión, con un cubo de plástico impreso en ella.

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

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

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

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

Sistemas de movimiento

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

Placa controladora

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

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

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

El ‘cerebro’ y el ‘corazón’ de la impresora 3D.

Unidad de fuente de alimentación (PSU)

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

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

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

Cuadro

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

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

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

Pantalla o interfaz

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

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

Filamento

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

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

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

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

Parte 4: Piezas adicionales de la impresora Delta 3D

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

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

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

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

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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.

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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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Estereolitografía: todo lo que necesita saber sobre la impresión 3D SLA

3D Builder - John · 25/09/2020 ·

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La estereolitografía, o SLA, fue el primer proceso de impresión 3D inventado, la primera patente fue presentada en 1984 por Charles Hull y concedida en 1986. Desde entonces, SLA se ha convertido en una tecnología dominante, y las impresoras 3D SLA se apoderan de mercados como los audífonos. y ortodoncia dental.

La estereolitografía es el más conocido de los procesos de fotopolimerización en cubas y ha generado tecnologías de impresión 3D similares, como DLP ( procesamiento de luz digital ). pero como funciona? ¿Y cómo cambiará en los próximos años?

Vea nuestras guías sobre las otras tecnologías de impresión 3D aquí .

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

Tabla de contenido

  • Estereolitografía: explicado
    • Configuración de una impresora 3D SLA
  • Impresoras 3D SLA ascendentes frente a descendentes
    • Ventajas de abajo hacia arriba
    • Desventajas de abajo hacia arriba
    • Ventajas de arriba hacia abajo
    • Desventajas de arriba hacia abajo
    • Impresión 3D de estereolitografía
    • Estereolitografía Posimpresión, Deformación, Curado
    • Materiales / resinas de estereolitografía
    • Calidad de impresión
    • Aplicaciones
      • DLP (procesamiento de luz digital)
      • CLIP (producción de interfaz líquida continua)
  • Ventajas y desventajas de la estereolitografía
    • Ventajas de la estereolitografía
    • Desventajas / limitaciones de la estereolitografía

Estereolitografía: explicado

Tiempo de lectura: Aproximadamente 5 minutos .

La impresión 3D de estereolitografía utiliza la fotopolimerización para producir modelos 3D utilizando una resina ultravioleta (UV). La resina se cura en una tina, por lo que SLA y DLP se conocen como polimerización en tina , a través de una fuente de luz.

Se utiliza un láser para solidificar capas de resina en un proceso capa por capa similar al FDM. Estas resinas líquidas son el material de impresión de las impresoras 3D SLA y el equivalente de los filamentos de impresora 3D en el modelado de deposición fundida . El láser usa espejos (a veces conocidos como galvanómetros) para controlar y apuntar el láser para curar la resina.

La estereolitografía y el procesamiento de luz digital caen bajo el paraguas de la polimerización en tina y son muy similares. Explicaremos las diferencias brevemente aquí, aunque aquí tenemos una comparación más detallada entre SLA y DLP .

  • DLP también es muy similar a la impresión LCD 3D, y tenemos una clasificación de las mejores impresoras LCD 3D .

Configuración de una impresora 3D SLA

La estereolitografía, como todas las tecnologías de impresión 3D, requiere un archivo de modelo de impresora 3D de un 3D Slicer antes de imprimir. Estos archivos STL no deben confundirse con SLA, son los archivos 3D que se han cortado para que la impresora 3D sepa qué capas imprimir.

  • Tenemos una lista de las mejores cortadoras 3D para impresión 3D de resina .

Las impresoras 3D de resina están equipadas con: una bandeja de resina para contener la resina UV; una plataforma móvil que funciona como eje Z que se baja al tanque; un sistema de raspado que funciona como eje X; un láser UV; óptica de enfoque; y espejos llamados galvanómetros en los ejes X e Y para apuntar el rayo láser.

  • Actualizamos con frecuencia nuestro ranking de las mejores impresoras 3D de resina disponibles en el mercado, que puede ver aquí. Clasificamos las mejores impresoras 3D SLA y DLP según el precio, la velocidad, la calidad y más.
Nombre Volumen de construcción (mm) Precio Mejor precio disponible en: Opción de compra alternativa
Fotón Anycubic Zero 97 x 54 x 150 alrededor de € 200 Gearbest aquí 3DPrintersOnlineStore
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Fotón Anycubic S 115 x 65 x 165 € 400 + Amazon aquí 3DPrintersOnlineStore aquí
Naranja más larga 30 120 x 65 x 170 € 280-320 Amazon aquí Gearbest aquí
Qidi Tech Shadow 5.5 S 115 x 65 x 150 € 260-300 Amazon aquí Gearbest aquí

Aquí hay un video sobre el proceso de impresión 3D SLA realizado por estudiantes de la Universidad de Loughborough, España:

Impresoras 3D SLA ascendentes frente a descendentes

Hay dos tipos de impresoras 3D de estereolitografía, de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo. La mayoría de las impresoras 3D SLA usan un método de arriba hacia abajo, aunque Formlabs usa de abajo hacia arriba. Cada forma tiene sus ventajas y desventajas que hemos resumido a continuación:

Ventajas de abajo hacia arriba

  • Requiere menos resina ya que la pieza se extrae de la tina. También significa que la máquina puede ser más pequeña.
  • Más fácil de controlar el grosor de cada capa.

Desventajas de abajo hacia arriba

  • Requiere que la tina de resina se reemplace con más frecuencia para evitar perder calidad de impresión.
  • Mayor probabilidad de que la impresión falle debido al peso de la pieza.
  • Las impresiones SLA 3D deben imprimirse en ángulo.

Ventajas de arriba hacia abajo

  • Impresión 3D más rápida, ya que no es necesario separarse de la placa de impresión después de imprimir cada capa.
  • Se produce menos fuerza en la pieza 3D, por lo que hay menos posibilidades de fallas de impresión.
  • Se necesitan menos soportes ya que la pieza no necesita imprimirse en ángulo.
  • Generalmente más confiable.

Desventajas de arriba hacia abajo

  • Requiere una máquina más grande y requiere más resina.
  • Cambiar la resina es difícil y reemplazar los tanques de resina es caro.
  • El espesor de la resina entre la superficie y la parte superior del modelo 3D debe controlarse cuidadosamente.

En general, depende de usted decidir qué método funciona mejor con sus objetivos con la impresión 3D. Este video a continuación explica el debate en términos de microimpresión 3D, que quizás proporcione más información.

Impresión 3D de estereolitografía

Los tamaños de las capas y el tamaño de los puntos en la estereolitografía determinan la precisión de la impresora. Las impresoras SLA suelen tener alturas de capa de alrededor de 50 micrones, aunque esto suele variar entre 25 y 100 micrones. Los tamaños de las manchas suelen rondar los 140 micrones.

  • Precisión de la impresora de resina de escritorio: generalmente hasta alrededor de 100 micrones.
  • Precisión de la impresora 3D de resina industrial : a menudo capaz de 10-25 micrones.

En la impresión SLA 3D, el láser UV golpea la plataforma, lo que endurece la resina líquida y forma la primera capa del objeto que se imprime en 3D. El láser endurece la resina basándose en el archivo STL enviado a la impresora 3D .

Cuando una capa se ha solidificado por completo, la plataforma desciende para que pueda comenzar la siguiente. La siguiente capa se solidifica y continúa hasta que todo el objeto se imprime en 3D y el modelo se sumerge en el tanque. Después de esto, la plataforma se eleva, sacando el objeto impreso en 3D del tanque. Esto se invierte en función de si utiliza una impresora 3D de resina de abajo hacia arriba o de arriba hacia abajo.

Nombre Volumen de construcción (mm) Precio Mejor precio disponible en:
Formlabs Form 3 145 x 145 x 185 € 3,499 Tienda Dynamism aquí
Zortrax Inkspire 74 x 132 x 175 € 2,650 Amazon aquí
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Cazador de Flashforge 120 x 68 x 150 € 3,499 3DPrintersOnlineStore aquí
El proceso de impresión 3D de estereolitografía, que involucra la plataforma, espejos, tanque de resina y láser UV.

Estereolitografía Posimpresión, Deformación, Curado

La estereolitografía, a diferencia de la sinterización selectiva por láser o la inyección de aglutinante , utiliza soportes. Estos soportes requieren un disolvente para eliminar el exceso de resina, como el isopropanol. A diferencia de FDM, estos soportes siempre están hechos del mismo material que el objeto que se imprime en 3D. (Esto se debe a que las impresoras SLA no pueden ser impresoras de doble extrusora , como con FDM).

A diferencia de la sinterización selectiva por láser o FDM, la impresión 3D de estereolitografía requiere un postratamiento para fortalecer el modelo. Esto implica que la pieza se cure bajo una luz ultravioleta después de ser impresa en 3D, lo que fortalece aún más el modelo y permite que el material logre sus propiedades óptimas.

Al igual que con FDM, las piezas pueden deformarse debido a la contracción durante el enfriamiento de la pieza. Como las capas de la pieza se imprimieron en diferentes momentos y, por lo tanto, a diferentes temperaturas, esto puede provocar deformaciones y ligeras distorsiones en la forma. Las resinas más flexibles pueden tener más riesgo de deformarse.

Este video a continuación explica las diferencias entre el procesamiento posterior en FDM y SLA.

  • También hemos escrito una guía detallada que explica las diferencias entre FDM y SLA, que puede ver aquí .

Materiales / resinas de estereolitografía

Las impresoras 3D de estereolitografía utilizan resinas, en lugar de los filamentos de plástico utilizados en FDM. Estas resinas son más caras para imprimir en 3D que los filamentos y comienzan en alrededor de € 35 por litro.

  • Las resinas más baratas las ofrecen empresas como ELEGOO, a partir de los 35 euros. La resina gris se puede comprar aquí .
  • Las resinas especializadas, como las resinas flexibles, cuestan considerablemente más. Un ejemplo es la resina flexible de Siraya aquí .

Para resinas moldeables de alto detalle, puede tener un desembolso de hasta € 400 por litro. Además, es importante recordar que las resinas no duran para siempre, con el tiempo se estropean . Su vida útil suele ser de alrededor de un año.

La resina utilizada en la impresión 3D de estereolitografía se muestra aquí vertida en el tanque de resina.

Calidad de impresión

Las piezas impresas con SLA tienen un acabado superficial superior que los modelos impresos con impresoras 3D SLS o impresoras 3D FDM para el mismo grosor de capa. La calidad de impresión puede ser tan alta que las capas individuales apenas son visibles.

Sin embargo, hay pocos colores disponibles para las impresoras 3D de resina, aunque Formlabs lanzó recientemente una variedad de colores nuevos para sus impresoras 3D SLA. La compensación por esta muy alta calidad son pocos materiales o colores disponibles.

Aplicaciones

La estereolitografía se utiliza a menudo para la creación rápida de prototipos debido a su gran velocidad, precisión y resistencia de la pieza. Las piezas se pueden fabricar de forma rápida y económica. Además, la estereolitografía permite crear formas complejas que las técnicas de fabricación tradicionales simplemente no pueden hacer. Esto hace que la impresión 3D sea una fantástica opción de nicho para modelos de formas extrañas.

Además, la impresión SLA 3D puede imprimir en 3D inmediatamente objetos funcionales. Esto significa que no es necesario dedicar más tiempo a cambiar el modelo, ya que funciona directamente en la impresión.

Además de la creación rápida de prototipos, la estereolitografía tiene la mayoría de aplicaciones en industrias como la odontología y la joyería. Esto se debe a que SLA se puede utilizar para crear rápidamente moldes de inyección que luego se utilizan para crear piezas de joyería como collares o anillos. Esto a veces es a través de Lost Wax Casting , que indirectamente usa SLA para crear joyas impresas en 3D .

Un ejemplo de joyería creada por un molde original impreso en 3D.

Además, se pueden crear piezas dentales como coronas a través de SLA debido a su alta calidad.

Sin embargo, el mayor logro de la impresión 3D en una industria son los audífonos. Desde su introducción, se han fabricado más de 10 millones de audífonos utilizando estereolitografía, y más del 97% de los audífonos ahora se imprimen en 3D. Esto se debe a que los audífonos precisos basados en los oídos de cada paciente pueden crearse internamente, de forma rápida y económica. Esto ha revolucionado la industria, mostrando cuán poderosa puede ser la impresión 3D.

La estereolitografía tiene aplicaciones en muchas industrias y también generó una serie de otras técnicas de impresión 3D:

DLP (procesamiento de luz digital)

DLP es similar a SLA, pero utiliza un proyector de video en lugar del láser utilizado en la estereolitografía. Esto permite que DLP escanee objetos completos a un ritmo más rápido que SLA, ya que puede hacer toda la capa a la vez, a diferencia de SLA. Sin embargo, DLP no puede imprimir en 3D con el mismo nivel de alta resolución y está más limitado en la cantidad de piezas que se pueden imprimir simultáneamente. SLA puede imprimir muchos objetos dentro del volumen de compilación al mismo tiempo sin problemas.

  • Para obtener más información, hemos escrito nuestra guía completa sobre procesamiento de luz digital que puede ver aquí .
  • Además, compare todas las diferencias entre DLP y SLA en nuestro artículo de comparación aquí .
El proceso de impresión DLP 3D se diferencia de la estereolitografía porque el proyector no utiliza espejos como las impresoras SLA 3D.

CLIP (producción de interfaz líquida continua)

Hecho famoso por Carbon 3D, su tecnología CLIP hace que la impresión de objetos sea mucho más rápida. Más famosos por su charla TED, «¿Y si la impresión 3D fuera 100 veces más rápida?» Carbon demostró la velocidad de su tecnología CLIP al imprimir un objeto completo en los 10 minutos durante la charla. Esta es una forma mejorada de estereolitografía de la que escucharemos más en el futuro.

Puede ver la charla TED de Carbon 3D aquí: (¡pero no olvide leer el resto de este artículo donde discutimos las ventajas y desventajas de la estereolitografía )!

Ventajas y desventajas de la estereolitografía

Ventajas de la estereolitografía

  • Acabado superficial liso de los modelos, especialmente si esta zona tenía apoyos.
  • Alta precisión con capas apenas visibles. Además, las impresiones SLA tienen una buena precisión dimensional y, por lo tanto, son ideales para piezas donde se necesitan figuras complejas (como las industrias dentales , audífonos y joyería).
  • Algo escalable. Muchas impresoras LCD 3D ahora pueden imprimir muchos (a menudo de 8 a 10) del mismo modelo al mismo tiempo y, debido a la tecnología, imprimen varias piezas a la misma velocidad a la que se habría impreso un solo modelo. Esto hace que la estereolitografía sea una opción para la producción media en lugar del moldeo por inyección.

Desventajas / limitaciones de la estereolitografía

  • La impresión SLA 3D lleva más tiempo que la DLP. Esto se debe a que DLP puede rastrear la sección transversal de un modelo en un solo cuadro, mientras que las impresoras 3D SLA no pueden.
  • Poca versatilidad en los parámetros de impresión. Al imprimir con estereolitografía, solo puede cambiar la altura de las capas, el material de resina y la ubicación de los soportes.
  • Los materiales poliméricos crean modelos que pueden ser frágiles y no tan fuertes como otras tecnologías de impresión 3D.
  • Las piezas creadas mediante estereolitografía tienen una vida útil limitada y eventualmente comenzarán a perder sus propiedades mecánicas. Además, comenzarán a degradarse con la luz solar. Estas piezas requieren nuevos revestimientos para prolongar su vida útil.

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