HDG explica: cómo funciona la impresión 3D?

Hola geek ! Aquí Federico en un nuevo tutorial para ustedes !
Espero que les solucione su problema y nos vemos en la próxima

La impresión 3D se ha convertido en una tecnología mucho más tradicional, con máquinas de impresión disponibles en casi todos los precios. La mayoría de las personas que desean una impresora 3D probablemente pueden encontrar un modelo que se puedan permitir. Sin embargo, la impresión 3D todavía es tan nueva que poca gente sabe cómo funciona.

Por eso, ahora es un buen momento para responder a la pregunta «¿Cómo funciona la impresión 3D?». Hay muy buenas probabilidades de que habréis de utilizar una con el tiempo.

Impresión 3D aditiva vs sustractiva

Hay dos grandes categorías de impresión 3D. Las impresoras 3D que puede comprar a vosotros mismos son casi todas máquinas «aditivas». En otras palabras, construyen objetos en 3D añadiendo material (normalmente en capas) hasta que el objeto se completa. Las impresoras 3D que la gente piensa cuando sienten «impresoras 3D» son casi siempre de la variedad aditiva.

La impresión 3D restante es muy diferente. Comience con una cantidad fija de material y, a continuación, retire el material hasta que sólo quede el objeto terminado. Un escultor que hace una estatua de mármol utiliza un método restante. Las máquinas sustractivas se suelen encontrar en grandes talleres y entornos industriales. Los sistemas de fresado CNC (control numérico) son probablemente el ejemplo más conocido.

A partir de aquí, sólo nos concentraremos en máquinas aditivas, ya que son relevantes para el consumidor medio. Sólo debe saber que las máquinas sustractivas pertenecen a la misma familia extensa de impresoras 3D que la que puede poner en el escritorio.

Modelización de deposiciones fusionadas, estereolitografía y sinterizado láser selectiva

Los tres métodos principales de impresión 3D aditiva son FDM (modelado de deposición fusionada), estereolitografía (SLA) y sinterización láser selectiva (SLS).

La impresora da Vinci FDM

FDM es el sistema más habitual para consumidores. Con este tipo de impresoras se pasa un filamento de material a través de un cabezal de impresión en caliente. El cabezal de impresión se coloca con precisión en espacio 3D y deposita una capa de material según las instrucciones programadas exactas. Hay diferentes enfoques de FDM, pero llegaremos en un momento.

La impresora Nobel SLA

La estereolitografía es mucho menos frecuente en los sistemas de consumo. Estas impresoras utilizan láseres para curar una resina líquida en un material plástico sólido. Normalmente, el objeto es «estirado» de una tina de resina, formando capa por capa a medida que sube del material. En los últimos años, las impresoras SLA se han vuelto más compactos y asequibles. Por lo tanto, es una alternativa real a las impresoras FDM, en función del tipo de modelo final en el que os conforméis.

La sinterización láser selectiva (SLS) utiliza un potente láser para fusionar un polvo de polímero. El polvo real actúa como estructura de soporte para la impresión, por lo que este tipo de impresión no necesita andamios especiales. SLS no es un tipo de FDM que encontrará en el escritorio. Aunque es una tecnología industrial por ahora.

Impresoras de robots cartesianos y delta

Una impresora de robot Delta

El tipo de impresora FDM más común es la impresora cartesiana 3D. El nombre hace referencia a coordenadas cartesianas. Esta es la coordenada XYZ que todos aprendimos en la escuela. El cabezal de impresión se puede mover a cualquier coordenada XYZ dentro del espacio del volumen de impresión. Las matemáticas son sencillas, las impresoras son bastante asequibles y la calidad de impresión es precisa.

Sin embargo, según el grado de coordinación de las coordenadas XYZ, es posible que las superficies curvas no sean tan lisas como podrían ser, lo que requiere un trabajo de acabado manual.

Las impresoras robot Delta adoptan un enfoque diferente. El cabezal de impresión está montado en tres brazos que funcionan sobre tres raíles. Al variar la altura de cada brazo, el cabezal de impresión se puede balancear. Este diseño permite que el cabezal de impresión gire en curvas reales y también permite imprimir objetos altos dentro del volumen de impresión.

Básicamente, cuanto más largos son los raíles, más alto puede ser el modelo. En lugar de coordenadas XYZ, las impresoras de robots delta utilizan la trigonometría para calcular la posición del cabezal de impresión. El resultado final es que no pueden alcanzar la misma resolución de impresión que las impresoras cartesianas.

Para entender realmente el concepto de robot delta, el debe ver en acción. Vea este vídeo de Johann Rocholl y obtendrá rápidamente el concepto.

Fíjense en la articulación de los brazos y en la libertad y la suavidad del movimiento del cabezal de impresión.

Materiales para impresoras 3D

Las impresoras 3D utilizan una gran variedad de materiales, pero hay dos plásticos que son, con diferencia, los más habituales en aplicaciones de consumo: ABS y PLA.

El ABS (acrilonitrilo Butades estireno) es exactamente el mismo plástico con que están hechos los ladrillos LEGO. Este plástico es susceptible de deformarse cuando se enfría y necesita una impresora con una cama de impresión calentado. Es bastante resistente a los impactos, pero no es particularmente fuerte. Es adecuado para fabricar prototipos e incluso piezas finales que no llevan carga.

El PLA (ácido poliláctico) tiene un punto de fusión bajo, no se deforma mucho, es fácil de trabajar y tiene menos impresiones fallidas. También es demasiado frágil para cualquier uso práctico, pero es brillante para crear modelos suaves y detallados que sólo se pretenden mirar.

La buena noticia es que la mayoría de impresoras 3D de consumo funcionarán con estos dos materiales económicos. Por lo tanto, puede cambiarlos según sus necesidades.

El filamento de nylon es otra opción e incluso hay impresoras que utilizan madera o metal como material. Las impresoras de nueva generación también pueden gestionar más de un filamento a la vez, permitiendo impresiones de material mixto o multicolor.

El típico proceso de impresión 3D

Si nunca ha hecho ninguna impresión 3D, probablemente tenga curiosidad por saber cómo funciona realmente desde la perspectiva del usuario. Aunque utilizar una impresora 3D no es tan fácil como eliminar impresiones 2D en una impresora láser o de inyección de tinta, no es tan difícil como se podría pensar.

Después de configurar la impresora según el manual, con la calibración y la nivelación hechos correctamente, primero necesita un modelo para imprimir.

Puede hacer su propio modelo utilizando algo como Zbrush o AutoCAD, pero es probable que la mayoría de la gente baje un modelo desde un sitio en línea. La primera parada debería ser definitivamente Thingiverse, Que es posiblemente la colección más famosa de modelos enviados por los usuarios. Sin embargo, hay muchos alternativas.

Después de conseguir un modelo en un formato compatible, lo abrirá el software incluido con la impresora. Todos tienen un aspecto y funcionan diferentes, pero el concepto básico es el mismo. Es posible que también desee tratar primero un modelo 3D con mezclador, Lo que garantiza que un modelo 3D sea sólido y adecuado para imprimir.

Al software de la impresora 3D, escogeréis el tamaño y la calidad del modelo y el software lo convertirá en «rebanadas» que representen cada capa de impresión. También se calculará la «andamio» que se ha de imprimir para apoyar el modelo mientras se hace. Estas cosas se pueden romper cuando se haga la impresión.

Con todo este trabajo de preparación detrás, la impresión puede comenzar. En función de la configuración de calidad, es posible que espere mucho tiempo. Las impresiones de alta calidad varían de unas horas a unos días. Afortunadamente, algunas impresoras 3D permiten controlar el progreso de su impresión de forma remota mediante una aplicación.

Una vez hecha la impresión, sacaréis-la de la cama y, a continuación, la dejará libre del cadalso. En muchos casos, deberá terminar el modelo con papel de lija y herramientas de corte especiales para eliminar imperfecciones. Algunas personas incluso pintan sus modelos! El único límite real es su creatividad.

Si desea comprar una impresora 3D, estas son nuestras mejores opciones y si tiene un presupuesto, estas son opciones más sencillas para el bolsillo.

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