Introducción a la impresión 3D de cerámica

La impresión 3D con materiales cerámicos sigue siendo una adición relativamente nueva al arsenal de técnicas del fabricante de aditivos, pero, no obstante, tiene una amplia gama de aplicaciones potenciales, desde hermosas creaciones artísticas hasta piezas industriales versátiles. En el tutorial de hoy, brindaremos una introducción concisa a la impresión 3D de cerámica, cómo funciona la tecnología y cómo garantizar que su primer diseño sea un éxito.

¿Cómo funciona?

Actualmente existen dos formas principales de imprimir cerámica en 3D:impresión basada en chorro e impresión basada en extrusión.

Algunas impresiones de cerámica en 3D utilizan un enfoque basado en chorros, en el que se dispara un líquido en un lecho de polvo para unir el material elegido. Una vez que se ha formado una capa de esta manera, se baja la cama de impresión y se deposita una nueva capa de polvo. Luego, este proceso se repite hasta que se haya construido todo el objeto.

Alternativamente, las piezas se pueden imprimir utilizando técnicas basadas en extrusión (un enfoque popular cuando se imprime con arcilla). Con este método, una extrusora deposita material sobre la cama de impresión capa a capa, sin necesidad de un material aglutinante.

Si bien estos son los dos métodos más utilizados, otros se están estableciendo lenta pero seguramente. Por ejemplo, Prodways ofrece impresión cerámica utilizando su propia tecnología DLP® MOVINGLight®, que fue diseñada específicamente para aplicaciones industriales.

Independientemente del método que se utilice, una vez finalizada la impresión, el objeto seguirá en un estado "verde" y será necesario quemarlo en un horno para eliminar la humedad y endurecer la pieza. Después de la primera cocción, se aplica una capa de pre-glaseado y se deja secar. A continuación, se vuelve a cocer la pieza y se aplica un esmalte. Luego, la pieza se cuece por última vez y se aplica otro esmalte para lograr un acabado brillante y suave.

Aplicaciones

Quizás lo más obvio es que la impresión 3D de cerámica se puede utilizar para crear una amplia gama de decoración atractiva para el hogar. Proporciona a los artistas y diseñadores herramientas completamente nuevas para dar vida a sus conceptos. Como beneficio adicional, una vez que se recubren durante el posprocesamiento, los materiales utilizados en la impresión de cerámica son completamente seguros para los alimentos, lo que significa que se pueden utilizar para imprimir utensilios de cocina.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la impresión cerámica también tiene aplicaciones en los sectores industrial, médico e incluso espacial. Por ejemplo, en el sector industrial, las válvulas cerámicas y los elementos filtrantes ahora se pueden imprimir en 3D, lo que reduce drásticamente la necesidad de almacenamiento de repuestos y permite generar repuestos funcionales según sea necesario. Al mismo tiempo, en el sector médico, la cerámica se puede imprimir en 3D para crear implantes dentales hechos a medida para los pacientes.

Materiales

Una gama de materiales cerámicos nuevos y tradicionales ahora se pueden imprimir en 3D, que incluyen:

• Arcilla. Hay disponible una gama de diferentes materiales de arcilla para imprimir, con tecnología dedicada, como la extrusora LDM de WASP, disponible para ayudar tanto a los profesionales como a los aficionados a explorar este material.
• Alúmina-sílice. Esto se utiliza en forma de polvo por iMaterialise en Bélgica, que utiliza sílice o porcelana como aglutinante durante la impresión.
• Óxido de alúmina / óxido de circonio. El material de elección para piezas cerámicas funcionales, muy utilizado en los círculos industriales.
• Porcelana. Actualmente ofrecido por Shapeways como material SLS. Una ventaja clave es que hay disponible una gama más amplia de opciones de acabado que con otros materiales cerámicos, incluidos los acabados mate.

Dar vida a su diseño

Para ayudarlo a comenzar, aquí hay algunos consejos prácticos para diseñar sus piezas de cerámica:

• Evite las piezas entrelazadas, ya que no se pueden lograr con la tecnología de impresión 3D de cerámica actual.
• Si la precisión de la pieza es una preocupación importante, asegúrese de tener en cuenta las diferentes capas de esmalte que se deben agregar a todas las piezas de cerámica, ya que agregarán al menos un milímetro al superficie de la pieza.
• Evite las paredes delgadas y / o sin soporte. Estos no solo corren el riesgo de deformarse durante la impresión, sino que también será muy fácil dañarlos al mover la parte verde al horno después de la impresión.
• Es probable que los ángulos agudos se agrieten durante la cocción y pueden suavizarse durante el proceso de acabado, así que trate de evitarlos siempre que sea posible.
• Para la impresión a base de polvo, recuerde tener en cuenta los orificios de escape en su diseño, de modo que se pueda eliminar el exceso de polvo antes de que se cocine la pieza. Esto es esencial, ya que cualquier exceso de polvo que no se elimine afectará la calidad del acabado de su pieza.
• Asegúrese de que su pieza tenga una base sólida y estable y recuerde que esta área deberá permanecer sin vidriar.

La impresión 3D de cerámica es una tecnología sorprendentemente versátil que definitivamente merece una mayor investigación por parte de los fabricantes. Esperamos ver cómo sigue evolucionando en un futuro próximo, a medida que más fabricantes lo incorporen en sus propios procesos de producción y creación de prototipos.