¿Qué es una impresora PolyJet? ¿Es similar a FDM o SLA?

A estas alturas, todo el mundo ha oído hablar de la impresión 3D y cómo está revolucionando múltiples industrias y creando nuevas oportunidades todos los días. Las tecnologías más populares utilizadas por la comunidad de fabricantes son las impresoras de modelado por deposición fundida (FDM) y estereolitografía (SLA). No obstante, los requisitos más exigentes a menudo exigen máquinas más caras y de grado industrial, como las impresoras PolyJet.

¡Podríamos preguntarnos qué son, cómo se usan y qué tan caros son!

Las impresoras PolyJet funcionan inyectando gotas de fotopolímeros capa sobre capa. Cada capa se cura instantáneamente bajo la luz ultravioleta y, al hacerlo, el objeto se construye sistemáticamente. Las impresoras PolyJet permiten la impresión de múltiples materiales, lo que permite que los modelos tengan más de un perfil técnico. Debido a las ventajas inherentes de la impresión PolyJet, se utiliza en las industrias aeroespacial, automotriz, de la moda, ferroviaria y médica.

¿Qué es una impresora 3D PolyJet?

Los nombres en el mundo de la impresión 3D pueden ser confusos y, a menudo, habrá dos o más nombres para exactamente la misma tecnología o producto. Un buen ejemplo es FDM (Fused Deposition Modeling) y FFF (Fused Filament Fabrication), que se refieren a la impresión con filamento termoplástico.

PolyJet o Poly Jet no es diferente cuando se trata de nombres porque funciona con los mismos principios que las impresoras Material Jetting (MJ). La empresa Stratasys desarrolló su propia tecnología de chorro de líquido y la llamó Poly Jet porque se relaciona con la tecnología.

Este método de impresión utiliza fotopolímeros como material de construcción y la tecnología inyecta gotas de fotopolímero en la plataforma de construcción, que se curan con luz ultravioleta. El proceso es extremadamente rápido y los niveles de precisión son de los mejores en la industria 3D.

La empresa 3D Systems nombró a sus impresoras que utilizan esta tecnología, impresoras MJ o impresoras MultiJet. Una vez más, el nombre está directamente relacionado con un aspecto de la tecnología, ya que utiliza chorros múltiples para rociar o depositar con precisión el material de fotopolímero líquido en la placa de construcción.

Como puede ver, los nombres utilizados en la impresión 3D pueden sonar inicialmente confusos pero, de hecho, son bastante lógicos. La razón por la que la industria no se ajusta a un nombre común para un tipo de tecnología específico tiene mucho que ver con la asociación de marcas y el marketing. Cuanta más atención pueda reunir una empresa en torno a sus productos, mejores serán sus resultados. Es muy similar a un juego de Survivor donde Outwit, Outsmart y Outplay tienen una cuarta dimensión, "Outname ”.

La impresión 3D por inyección de fotopolímeros se incluye o es una subclase de la categoría de extrusión/inyección de materiales. La inyección de material utiliza tecnologías que inyectan material de fotopolímero líquido desde un cabezal de impresión sometido y curado por luz ultravioleta. No todos, pero la mayoría de los procesos de inyección de material, utilizan fotopolímeros como material de construcción.

Stratasys es considerado un líder mundial en tecnología de impresión FDM (FFF) y su adquisición de Objet en 2012 también condujo a las impresoras PolyJet y PolyJet Matrix. Las impresoras PolyJet son capaces de imprimir en varios materiales y en varios colores, lo que ofrece impresiones de alta calidad.

¿Cómo funciona una impresora PolyJet?

En muchos sentidos, la impresión 3D PolyJet es similar a las impresoras de documentos de inyección de tinta. La diferencia es que las impresoras Polyjet imprimen modelos 3D, dándoles esa dimensión extra. Esto se logra imprimiendo capa sobre capa, muy parecido a la impresión FDM.

Cada capa depositada se cura bajo luz ultravioleta y, de esta manera, la impresión se acumula sistemáticamente. Al completar una impresión, se puede manipular y utilizar de inmediato sin necesidad de poscurado adicional, lo que supone un gran ahorro de tiempo.

Todavía se requieren soportes de impresión para voladizos y otros elementos de diseño geométrico que requieren soporte hasta que se complete el proceso de curado. Se utiliza un material similar a un gel especialmente diseñado donde se necesita soporte, y una vez que se completa la impresión, los soportes se quitan fácilmente a mano, se lavan con agua y finalmente se sumergen en un producto químico para eliminar el material de soporte restante.

La impresión PolyJet ofrece numerosas ventajas que incluyen velocidad de impresión, precisión y calidad sobresalientes, así como una gran variedad de materiales de impresión que se pueden usar simultáneamente, como es el caso de la impresora 3D Objet Connex de Stratasys. .

Las impresoras PolyJet funcionan con los mismos principios que las impresoras 3D de inyección de material. Antes de que comience la impresión, el material de fotopolímero en el depósito de material de la impresora debe calentarse a la temperatura óptima para garantizar la viscosidad de impresión correcta.

La impresión comienza cuando el carro se mueve por el eje X de la plataforma de construcción. Durante los movimientos, el cabezal de impresión inyectará selectivamente la resina en gotas muy finas sobre la plataforma de construcción, y se curarán o endurecerán inmediatamente con luz ultravioleta.

Con la tecnología de múltiples cabezales de impresión, los soportes se imprimen al mismo tiempo utilizando un material de soporte específico que luego se retira fácilmente. Después de completar cada capa, la plataforma de construcción se moverá hacia abajo y el proceso se repetirá hasta que se complete la impresión. Las biorresinas se encuentran entre la amplia gama de opciones de materiales.

Con la tecnología PolyJet, las impresiones terminadas se rocían con agua a presión para eliminar el material de soporte y se sumergen en una solución química para disolver los últimos fragmentos de material de soporte. Las impresoras MultiJet utilizan cera de parafina como material de soporte que debe fundirse en un horno.

Siempre es intuitivo y agradable ver una impresora en acción para comprender completamente cómo funciona, ¡así que eche un vistazo al siguiente video!

¿PolyJet es similar a FDM?

Aunque las impresoras PolyJet y FDM construyen una impresión capa por capa, el proceso utilizado en cada una es muy diferente. Las impresoras FMD utilizan termoplásticos como material, mientras que PolyJet utiliza fotopolímeros líquidos.

En la impresión FDM, el filamento termoplástico se enrolla en un carrete y se introduce en el cabezal de impresión, donde se funde y extruye como una capa y se enfría y solidifica. Cada capa pasa por el mismo proceso hasta que se completa la impresión. En la impresión PolyJet, cada capa de resina líquida inyectada se cura con luz ultravioleta y las capas se acumulan para formar una impresión completa.

¿PolyJet es similar a SLA?

PolyJet es similar a la impresión SLA en que ambas usan una resina líquida que se cura con luz ultravioleta, pero los procesos son muy diferentes. SLA imprime el diseño al revés utilizando un tanque o baño de resina para imprimir el modelo, mientras que las impresoras PolyJet rocían pequeñas gotas sobre una placa de construcción y la construyen de esa manera.

Ambos métodos de impresión imprimen capa por capa, pero la impresión PolyJet tiene claras ventajas sobre la impresión SLA. Para empezar, no se limita solo al tipo de resina, y el material de soporte se lava sin necesidad de un proceso de posproducción que requiere mucho tiempo. En una escala de volumen de impresión, PolyJet es capaz de imprimir volúmenes más altos debido al acabado curado seco.

La mayor ventaja que tiene PolyJet sobre SLA es el uso de múltiples materiales que tienen la capacidad de alterar la estructura del producto final. Donde SLA produce una impresión uniforme que se establece en su rigidez, PolyJet combina diferentes materiales en la impresión para permitir que una determinada área sea rígida mientras que otras áreas pueden ser más flexibles.

¿Qué materiales utilizan las impresoras PolyJet?

La gama de materiales de fotopolímero que se utilizan con las impresoras PolyJet es muy amplia y tiene muchas aplicaciones diferentes. A continuación se enumeran algunas aplicaciones que han agregado valor a la industria médica y dental.

• BoneMatrix:modelos que imitan estructuras óseas porosas, tejidos fibróticos y ligamentos.
• GelMatrix:Estructuras vasculares detalladas.
• Med610:Guías quirúrgicas para implantes dentales u otros procedimientos ortopédicos.
• Med620:modelos de prueba precisos para trabajos dentales
• Med690:diseñe coronas y puentes duraderos.
• VeroFlex:monturas de gafas de diseño.

Es interesante ver cómo los diferentes materiales imitan la función real de la pieza creada. En odontología, es posible crear un marco de dentadura postiza más suave que es como goma blanda, lo que limita la presión directa sobre el tejido de la encía real debajo. La capacidad de crear prótesis fuertes y duraderas que toman la sensación de tejidos y estructuras óseas reales es fenomenal.

Ventajas y desventajas de la impresión 3D PolyJet

Como todo en la vida, hay ventajas y desventajas. Dado que la impresión 3D es un subconjunto de la vida, también debería tener sus pros y sus contras. Dejando a un lado la redacción nerd, ¡vamos a repasarlos!

Ventajas

• Las impresiones PolyJet tienen una precisión de hasta 16 micrones y tienen un acabado superficial suave que se compara muy bien con el moldeado por inyección. El proceso de impresión permite la impresión de varias piezas al mismo tiempo sin pérdida de velocidad.
• Los diseños se pueden crear e imprimir a todo color, y también se pueden usar diferentes materiales en la misma impresión. Esto es posible gracias al uso de múltiples cabezales de impresión de inyección.
• El proceso de curado con la tecnología PolyJet es instantáneo y las impresiones se pueden usar de inmediato.
• La tecnología PolyJet permite obtener detalles de impresión superiores y los soportes de impresión se eliminan fácilmente una vez que se completa la impresión.
• Actualmente hay más de cien materiales impresos para elegir, y el número crece continuamente.

Desventajas

A pesar de las muchas ventajas, las propiedades mecánicas tienden a fallar en la impresión Polyjet hasta cierto punto, ya que a menudo son peores que las piezas impresas con FDM y SLA. Las impresiones PolyJet son susceptibles al calor y la luz solar y perderán su fuerza con el tiempo. Por supuesto, esto depende de los materiales utilizados y, dado que existe un enorme repertorio de opciones, la mayoría de los casos de uso pueden abordarse adecuadamente eligiendo correctamente el material

El otro aspecto negativo es que las impresoras y los materiales Material Jetting pueden ser muy caros y estar fuera del alcance de muchos entusiastas del 3D.

¿PolyJet es caro?

La respuesta simple es sí, PolyJet es caro. Esto podría deberse al hecho de que la inyección de material es una adición relativamente nueva a la impresión 3D y se usa predominantemente en entornos profesionales. Esto no debería obstaculizar la exploración de las opciones que ofrece el chorro de material en comparación con las opciones FDM o SLA.

Si desea adquirir una impresora PolyJet, debe esperar invertir al menos $ 35,000. Teniendo en cuenta ese número, debe saber realmente para qué lo va a utilizar, ya que imprimir PolyPikachu de alta calidad no tendrá mucho sentido financiero.

Alternativas recomendadas para imprimir en casa

A menos que esté dispuesto a desembolsar $ 35,000, entonces probablemente deba buscar en otra parte para obtener una impresora 3D.

Hay varias impresoras actualmente en el mercado que no arruinarán el banco y que pueden producir modelos realmente atractivos.

Tengo una Ender 3 Pro y es una pequeña impresora fantástica considerando que me costó menos de $200, pero también puedes invertir en una Prusa MK3S+ que es una impresora mucho mejor, pero también cuesta un poco más (un “poco”) .

Por último, si eres más fanático de las impresoras de resina, considera las impresoras Elegoo, como la Elegoo Mars 3 Ultra 4k, que es una impresora increíble para crear tus propias miniaturas con gran detalle.

Aplicaciones de la impresión 3D PolyJet

Como se indicó, la aplicación de la tecnología de impresión PolyJet tiene un amplio alcance y es buscada en entornos profesionales, ya que se adapta bien a detalles intrincados y características delicadas, independientemente de la complejidad del diseño.

En los EE. UU., la impresión Polyjet se puede encontrar en los sectores del automóvil, la arquitectura, la industria y la educación. La industria médica muestra un fuerte apoyo a la impresión PolyJet de prótesis y reemplazos de articulaciones, así como en odontología. Las aplicaciones dentales son comunes en los países desarrollados, pero no tanto en las economías emergentes como India, por lo que existe un gran potencial para el crecimiento tanto en EE. UU. como en todo el mundo.

PolyJet en la industria de la salud

La odontología ha adoptado las tecnologías de inyección de materiales porque ha permitido ampliar el mercado de los alineadores transparentes. La facilidad de operación de la impresora y la velocidad de impresión significa que se pueden satisfacer las solicitudes bajo demanda.

Aeroespacial

Se han hecho posibles ahorros enormes con el uso de la tecnología PolyJet, y un ejemplo de ello es el ahorro de $ 3,8 millones por parte del Departamento de Defensa de EE. UU. con un ahorro adicional esperado de más de # 15 millones en los próximos 10 a 15 años.

Con nuevos diseños de aeronaves constantemente sobre la mesa, las piezas prototipo son esenciales, y no hay manera más fácil de crearlas según las especificaciones que con el uso de la tecnología de chorro de material.

Automoción

La industria automotriz se ha beneficiado enormemente de las tecnologías 3D, y la inclusión del chorro de material como una opción para la creación rápida de prototipos, herramientas, plantillas y accesorios, y piezas de producción ha beneficiado enormemente a la industria.

Ferrocarriles

Con la tecnología PolyJet, el tiempo de producción de piezas personalizadas de grado de producción se ha reducido hasta en un 95 %, lo que en cualquier industria significa eficiencia y respuesta eficaz al presentar soluciones que cumplen con las normas de seguridad.

Arte y Moda

El arte y la moda se han convertido en una colaboración con las tecnologías de impresión 3D donde empresas como Stratasys unen la innovación con una creación que abarca no solo los avances tecnológicos sino que también refleja dimensiones filosóficas y culturales. Uno de estos desarrollos es la impresión por inyección con chocolate, que es solo una de las muchas aplicaciones de las tecnologías PolyJet.

Conclusión

A estas alturas, no solo debe tener un buen conocimiento de la impresión PolyJet, sino también un deseo agresivo de tener una. Si bien ahorra al menos $ 35,000, personalmente recomiendo obtener una impresora FDM o SLA de nivel de aficionado para mojarse los dedos de los pies en el abrumadoramente enorme mundo de la impresión 3D. No solo descubrirá si está interesado en esta industria, sino que también puede aprender que no necesita una máquina de grado industrial de última generación para satisfacer sus necesidades.

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