La guía completa para la fundición a cera perdida y la impresión en 3D con cera

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

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

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Pasos del proceso de fundición a cera perdida

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

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

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

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

Parte 2: Impresión 3D con cera del molde

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

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

Parte 3: El segundo molde

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

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

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

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

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

Parte 5: Post-procesamiento de fundición a cera perdida

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

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

Materiales de fundición de cera perdida

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

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

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

Aplicaciones: Joyería y odontología de fundición a la cera perdida

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

Ventajas y desventajas de la fundición a cera perdida:

Ventajas

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

Desventajas

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