Visitas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2024-11-21 Origen:Sitio
Las tecnologías de impresión o fabricación de aditivos (AM) 3D crean piezas tridimensionales a partir de modelos de diseño asistido por computadora (CAD) agregando sucesivamente la capa de material por capa hasta que se cree una parte física.
Si bien las tecnologías de impresión 3D han existido desde la década de 1980, los avances recientes en maquinaria, materiales y software han hecho que la impresión 3D sea accesible para una gama más amplia de empresas, lo que permite a más y más empresas utilizar herramientas previamente limitadas a algunas industrias de alta tecnología.
Hoy, las impresoras 3D profesionales, de bajo costo, de bajo costo, aceleran a las empresas de innovación y apoyo en diversas industrias, incluidas la ingeniería, la fabricación, la odontología, la atención médica, la educación, el entretenimiento, las joyas y la audiología.
Todos los procesos de impresión 3D comienzan con un modelo CAD que se envía al software para preparar el diseño. Dependiendo de la tecnología, la impresora 3D podría producir la capa de pieza por capa solidificando la resina o el polvo de sinterización. Las partes
Luego se eliminan de la impresora y postprocesados para la aplicación específica.
Las impresoras 3D crean piezas a partir de modelos tridimensionales, las representaciones matemáticas de cualquier superficie tridimensional creada con software de diseño asistido por computadora (CAD) o desarrollados a partir de datos de escaneo 3D. El diseño se exporta como un archivo STL u OBJ legible por software de preparación de impresión.
Las impresoras 3D incluyen software para especificar la configuración de impresión y cortar el modelo digital en capas que representan secciones transversales horizontales de la pieza. La configuración de impresión ajustable incluye orientación, estructuras de soporte (si es necesario), altura de la capa y material. Una vez que se completa la configuración, el software envía las instrucciones a la impresora a través de una conexión inalámbrica o de cable.
Algunas impresoras 3D usan un láser para curar la resina líquida en plástico endurecido, otras fusionan pequeñas partículas de polvo de polímero a altas temperaturas para construir piezas. La mayoría de las impresoras 3D pueden ejecutarse desatendidas hasta que se complete la impresión, y los sistemas modernos rellenan automáticamente el material requerido para las piezas de los cartuchos.
Dependiendo de la tecnología y el material, las piezas impresas pueden requerir enjuague en alcohol isopropílico (IPA) para eliminar cualquier resina sin curar de su superficie, después del curado para estabilizar las propiedades mecánicas, el trabajo manual para eliminar las estructuras de soporte o la limpieza con aire comprimido o un medios de comunicación para eliminar el exceso de polvo. Algunos de estos procesos se pueden automatizar con accesorios.
Las piezas impresas en 3D se pueden usar directamente o postprocesadas para aplicaciones específicas y el acabado requerido mediante mecanizado, cebado, pintura, fijación o unión. A menudo, la impresión 3D también sirve como un paso intermedio junto con métodos de fabricación convencionales, como positivos para joyas de inversión y electrodomésticos dentales, o moldes para piezas personalizadas.
Los procesos de impresión 3D de plástico se dividen principalmente en tres categorías: extrusión de material (p. Ej., FFF, FDM), polimerización del IVA (p. Ej. FFF y SLA están disponibles en máquinas de escritorio de consumo y de consumo, mientras que la fusión del lecho de polvo (PBF) es lo mejor para uso industrial.
El tipo más común de tecnología de impresión 3D de plástico es el modelado de deposición fusionado (FDM) o la fabricación de filamentos fusionados (FFF). El nombre de FDM es marcado por la Compañía StrataSys, cuyo fundador Scott Crump inventó la tecnología. En este proceso, una boquilla calentada se derrite y extruye el filamento termoplástico en una placa de construcción.
Algunas impresoras de extrusión de materiales pueden imprimir gránulos de plástico en 3D en lugar de filamento. Los gránulos se promocionan para reducir los tiempos de impresión y, ya que son producidos en masa para métodos de fabricación convencionales como el moldeo por inyección, costos drásticamente más bajos.
Los materiales de impresión 3D FDM más comunes son ABS, PLA y sus diversas mezclas. Las impresoras FDM más avanzadas también pueden imprimir con otros materiales especializados que ofrecen propiedades como mayor resistencia al calor, resistencia al impacto, resistencia química y rigidez.
| Material | presenta | aplicaciones |
|---|---|---|
| ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) | Resistente al calor y el impacto resistente al calor y al impacto requiere una cama con calefacción para imprimir requiere ventilación | Prototipos funcionales |
| PLA (ácido poliláctico) | Los materiales de FDM más fáciles para imprimir rígido, fuerte, pero menos resistente al calor y productos químicos, biodegradables sin olor inodoro | Prototipos de los modelos conceptuales parecidos |
| PETG (polietileno tereftalato glicol) TPU | Compatible con temperaturas de impresión más bajas para la humedad de producción más rápida y la alta transparencia resistente a los químicos puede ser seguro de los alimentos | Aplicaciones impermeables componentes de ajuste |
| de nylon | Calor fuerte, duradero y liviano y parcialmente flexible y resistente al impacto muy complejo para imprimir en FDM | Los prototipos funcionales del desgaste de piezas resistentes al desgaste |
| (poliuretano termoplástico) | Impacto flexible y estirable Resistente a la excelente amortiguación de vibraciones | Prototipos flexibles |
| PVA (HIP de polibirvinílico) Compuestos | El material de soporte soluble se disuelve en agua | Material de apoyo |
| (poliestireno de alto impacto) | Material de soporte soluble más comúnmente utilizado con ABS se disuelve en limoneno químico | Material de apoyo |
| (fibra de carbono, kevlar, fibragglass) | Compatibilidad rígida, fuerte o extremadamente dura limitada a algunas costosas impresoras 3D industriales FDM | Prototipos funcionales plantillas, accesorios y herramientas |
Las impresoras de estereolitografía (SLA) también son bastante populares para la impresión 3D de plástico. Se han vuelto muy asequibles en los últimos años, con algunos modelos disponibles por menos de $ 200. La impresión SLA es un proceso de polimerización del IVA: un láser o fuente de luz polimeriza (solidifica) un IVA (tanque) de resina.
Los materiales de fotopolímero SLA abarcan un rango de diferentes propiedades térmicas y mecánicas. Las opciones incluyen materiales frágiles para materiales más duraderos de policarbonato, polipropileno y ABS.
La impresión SLA 3D es altamente versátil, ofrece formulaciones de resina con una amplia gama de propiedades ópticas, mecánicas y térmicas para que coincidan con las de los termoplásticos estándar, de ingeniería e industriales. La impresión de resina 3D también ofrece el espectro más amplio de materiales biocompatibles.
La disponibilidad de material específica depende en gran medida del fabricante y la impresora. FormLabs ofrece la biblioteca de resina más completa con más de 40 materiales de impresión 3D SLA.
| Formlabs Materiales | Características | Aplicaciones |
|---|---|---|
| Resinas Estándar Estándar resinas | Acabado de superficie lisa y mate de alta resolución | Prototipos de los modelos conceptuales parecidos |
| Clear | El único material verdaderamente claro para esmaltes de impresión de plástico en 3D a transparencia óptica cercana | Piezas que requieren transparencia óptica Millifluidics |
| Resina Resina | Uno de los materiales más rápidos para la impresión 3D 4x más rápido que las resinas estándar, hasta 10 veces más rápido que FDM | Prototipos iniciales iteraciones rápidas |
| resistente y duradera | Los materiales fuertes, robustos, funcionales y dinámicos pueden manejar la compresión, estiramiento, flexión e impactos sin romper varios materiales con propiedades similares a ABS o PE | CONSEJOS Y CINCLOSIS CON LOS CONECTORES DE CONECTORES |
| Resinas Rígidas Resinas | Materiales altamente llenos, fuertes y rígidos que resisten la flexión térmica y químicamente resistente a dimensiones bajo carga bajo carga | Plantillas, accesorios y turbinas de herramientas y hojas de ventilador Componentes de fluido y flujo de aire carcas eléctricas y carcasas automotrices |
| de | Excelente durabilidad a largo plazo UV, temperatura y humedad retraso de llama estable, esterilizabilidad y resistencia química y abrasión | Componentes automotrices, aeroespaciales y de maquinaria de alto rendimiento piezas robustas y resistentes de uso final resistentes y duraderos |
| poliuretano Resinas | Resistencia de alta temperatura alta precisión | Aire caliente, gas y fluido fluido monturas resistentes al calor, carcasas y accesorios moldes e inserciones |
| ESD | La flexibilidad de caucho, tpu o silicona puede soportar flexión, flexión y compresión se mantiene en ciclos repetidos sin desgarrar | Prototipos de bienes de consumo Características compatibles para dispositivos médicos de robótica y modelos anatómicos de efectos especiales accesorios y modelos |
| Resina Resina Flexible y elástica Resina | El primer material de impresión 3D de silicona de 100% accesible propiedades de material superior de la silicona fundida | Prototipos funcionales, unidades de validación y pequeños lotes de piezas de silicona dispositivos médicos personalizados accesorios flexibles, herramientas de enmascaramiento y moldes suaves para fundir uretano o resina |
| 4N | Una amplia gama de resinas biocompatibles para producir electrodomésticos médicos y dentales | Electrodomésticos dentales y médicos, incluidas guías quirúrgicas, dentaduras postizas y prótesis |
| Resina | Materiales para fundición de inversión y molduras de goma vulcanizadas fáciles de emitir, con detalles intrincados y una fuerte retención de forma | Masters de piezas de prueba para moldes reutilizables joyas personalizadas |
| 4N | Material seguro para ESD para mejorar los flujos de trabajo de fabricación de productos electrónicos | Herramientas y accesorios para la fabricación electrónica de prototipos antiestáticos y componentes de uso final bandejas personalizadas para manejo y almacenamiento de componentes |
| Resina | Retardante de la llama, resistente al calor, rígido y material resistente a la fluencia para entornos interiores e industriales con altas temperaturas o fuentes de encendido | Piezas interiores en aviones, automóviles y ferrocarriles de plantillas personalizadas, accesorios y piezas de reemplazo para entornos industriales Componentes de consumo o electrónica médica interna |
| 4N | 99.99% de alúmina pura cerámica técnica excepcional térmica, mecánica y conductores propiedades | Aisladores de calor y electricidad Herramientas de servicio pesado Componentes químicamente resistentes y resistentes al desgaste |
La sinterización selectiva de láser (SLS) es un proceso PBF que produce piezas de plástico 3D de alta calidad adecuadas para prototipos funcionales e incluso pequeñas carreras de producción. En SLS, un láser sinters partículas en polvo juntas. Esta tecnología puede producir geometrías muy complejas, así como piezas móviles que no requieren ensamblaje. Un inconveniente de esta tecnología, y la razón por la cual SLS no es adecuado para el uso del consumidor, es que las piezas requieren un postprocesamiento tedioso y que requiere mucho tiempo.
La selección de materiales para SLS es limitada en comparación con FDM y SLA, pero los materiales disponibles tienen excelentes características mecánicas, con una resistencia que se asemeja a las piezas moldeadas por inyección. El material más común para la sinterización láser selectiva es el nylon, un termoplástico de ingeniería popular con excelentes propiedades mecánicas. El nylon es liviano, fuerte y flexible, así como estable contra el impacto, los productos químicos, el calor, la luz UV, el agua y la suciedad. Otros materiales populares de impresión SLS 3D incluyen polipropileno (PP) y la TPU flexible.
| Material | Descripción | Aplicaciones |
|---|---|---|
| Nylon 12 | Fuerte, rígido, resistente y duradero resistente al impacto y puede soportar el desgaste repetido resistente a los rayos UV, la luz, el calor, la humedad, los solventes, la temperatura y el agua. | Prototipos funcionales Piezas de uso final dispositivos médicos |
| Nylon 11 | Propiedades similares al nylon 12, pero con una mayor elasticidad, alargamiento en la ruptura y resistencia al impacto, pero menor rigidez | Prototipos funcionales Piezas de uso final dispositivos médicos |
| Compuestos de nylon | Materiales de nylon reforzados con vidrio, aluminio o fibra de carbono para mayor resistencia y rigidez | Partes de uso final estructural de prototipos funcionales |
| Polipropileno | Soldable dúctil y duradero y resistente químicamente resistente | Prototipos funcionales Piezas de uso final dispositivos médicos |
| TPU | Flexible, elástico y gomoso resiliente a la deformación Alta estabilidad UV Gran absorción de choque | Prototipos funcionales Flexibles, de goma, piezas finales de goma, dispositivos médicos |
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