¿Para qué se utiliza la impresión 3D?

La impresión 3D, también fabricación aditiva, se encarga de crear un objeto tridimensional o un componente utilizando modelos CAD.

Lo hace imitando el proceso biológico, donde agrega capas de materiales al hacer la parte física. La impresión 3D ayuda a producir formas funcionales utilizando menos material, a diferencia de la forma de fabricación tradicional.

La impresión 3D se usa para crear partes de un automóvil, fundas de teléfonos inteligentes, accesorios de moda y construcción en los sectores de la salud para crear órganos como audífonos y muchos más. En la moda, se utilizan para crear prendas a prueba de balas e ignífugas. Existen diferentes tecnologías 3D a partir de las cuales todas las industrias construyen sus impresoras 3D.

La tecnología de impresión 3D ha sido adoptada por casi todas las industrias, ya que ayuda a desarrollar diseños.

Este artículo lo ayudará a obtener información sobre las impresoras 3D, desde sus usos y cómo funcionan hasta los diferentes tipos de procesos de impresión 3D.

¿Cuál es el uso principal de la impresión 3D?

• Industria de la construcción

Existen numerosos ejemplos de impresión 3D utilizados en la industria de la construcción. Se utiliza en la fabricación de componentes utilizados en la construcción. Algunas de las aplicaciones 3D utilizadas en la construcción son extrusiones como cemento, espuma de cera, polímeros, unión en polvo que incluye unión reactiva, sinterización, polímero y soldadura aditiva.

• Prototipos y Fabricación

La impresora 3D se hizo al principio para ayudar con la creación rápida de prototipos. La inyección tradicional:el prototipo del modelo era demasiado caro y tardaba una eternidad en completar un solo modelo. Con la fabricación aditiva, la creación de prototipos es rápida y no tan costosa como la primera. Puede fabricar un componente en una hora, a diferencia de antes.

La reducción del tiempo de creación de prototipos ha ayudado a que el proceso de fabricación sea más rápido y económico en comparación con antes.

Debido a la tecnología 3D, las empresas ahora están personalizando sus servicios, e incluso los consumidores pueden personalizar los productos que compran mediante el uso de software basado en la web. ha ayudado en el crecimiento de la industria manufacturera.

• Automóviles

Los automóviles llevan décadas utilizando la impresión 3D. La industria automotriz utiliza la fabricación aditiva para crear prototipos que les ayuden a crear un nuevo modelo de automóvil.

También puede utilizar impresoras 3D para fabricar repuestos de vehículos rentables y de alta calidad. Aparte de eso, la tecnología 3D ha ayudado a aumentar el flujo de trabajo en los automóviles. Esto implica plantillas, accesorios y otras herramientas personalizadas que se utilizan en un solo automóvil, especialmente para máquinas de alto rendimiento.w

¿Cuáles son los beneficios de la impresión 3D?

• Los diseños son más flexibles

Con la impresión 3D, los diseños complejos ahora son fáciles de diseñar, a diferencia de los métodos tradicionales de fabricación. Los procesadores tradicionales tienen restricciones que no están con la impresión 3D.

Antes de que la gente adoptara la impresión 3D, el precio de comprar órganos impresos para aplicaciones de ingeniería de tejidos solía ser más alto que el de bienes raíces. Ahora, empresas con una influencia considerable han introducido órganos impresos en 3D en su línea de producción y los están publicitando.

• Producción de prototipos a un ritmo acelerado

Con la impresión 3D, los fabricantes pueden producir objetos a un ritmo más rápido. Los métodos de impresión 3D han aumentado la velocidad a la que se procesa el prototipo, lo que completa cada etapa más rápido que antes.

Aparte de eso, la impresión 3D tiene un costo menor en comparación con el mecanizado de prototipos, lo que lleva una eternidad. Ayuda a completar cada modificación de diseño a un ritmo más eficiente. Esto ha ayudado a las empresas a reducir el precio de sus objetos impresos en 3D, generando más ventas y, por lo tanto, más ganancias.

• Imprime cuando lo necesites

Con la impresión 3D, solo imprime bajo demanda, ya que no necesita mucho espacio para almacenar el inventario. Esto lo ayudará a ahorrar espacio y costos ya que no necesita imprimir lo que no necesita.

3D está diseñado para almacenar todos sus archivos en su biblioteca virtual ya que son impresos por tecnologías conocidas como CAD y STL. Esto significa que puede recuperarlo en cualquier momento que desee el archivo e imprimirlo. Aparte de eso, puede hacer ediciones y seguir usando el archivo.

• Piezas ligeras

La mayoría de los materiales de impresión utilizados son plásticos, aunque se utilizan algunos metales. Esto es ventajoso para las industrias automotriz y aeroespacial, donde prefieren materiales más livianos para hacer que sus productos sean más eficientes.

Los objetos se pueden crear a partir de diferentes materiales mediante la impresión 3D para adquirir algunas propiedades como resistencia al fuego, impermeable y a prueba de balas al fabricar ciertos objetos.

• Menos residuos

Con la tecnología 3D, solo produce objetos 3D con los materiales necesarios, lo que significa que hay menos o ningún desperdicio. A diferencia del método tradicional en el que los objetos se fabrican con materiales de gran tamaño que no son reciclables y luego se corta el objeto, lo que genera muchos desechos. Al reducir los desechos, la fabricación aditiva ha ayudado a reducir los costos de producción y, por lo tanto, a aumentar las ganancias para las industrias y los fabricantes.

• Son de fácil acceso

Con el tiempo, la impresión 3D se ha vuelto más accesible hasta el punto en que los proveedores de servicios locales ofrecen impresión 3D. Esto ayuda a ahorrar tiempo y costos de transporte. Con los métodos de fabricación tradicionales, los servicios se encontraban en ciertas áreas y países, lo que hacía que el transporte fuera costoso y se gastara mucho tiempo.

• Son más respetuosos con el medio ambiente

Primero, la impresión 3D conserva el medio ambiente al no desperdiciar materiales. Además, utiliza menos combustible ya que utiliza materiales ligeros. De esa manera, se preserva el medio ambiente en comparación con la forma de fabricación tradicional, que utiliza materiales en exceso.

• Mejor atención médica

La tecnología 3D ha permitido una mejor atención médica y ha salvado más vidas, ya que se pueden imprimir órganos mediante la impresión 3D. Partes como el hígado, los riñones y el corazón. Aparte de eso, ayudan a desarrollar partes de los sentidos como los audífonos. Se están desarrollando más avances utilizando tecnología y mejorando aún más el sector de la salud.

¿Qué son las impresoras 3D y sus usos?

Las impresoras 3D son objetos que permiten al usuario imprimir un objeto en 3 dimensiones, que es una imagen de diseño asistido por computadora (CAD). El proceso también se denomina fabricación aditiva.

Ayuda a los productores a reducir costos y tiempo rápidamente y no desperdicia materiales en comparación con los métodos de fabricación tradicionales (vea más detalles sobre qué es la impresión 3D).

• Moda y Confección

Las impresoras 3D se utilizan para crear nuevas declaraciones de moda y hacer ropa. Las impresoras 3D han hecho que los diseñadores sean asequibles y han generado una inmensa variedad de nuevas tendencias de moda.

La tecnología 3D se utiliza en la alteración del textil durante la producción. De esta manera, ha dado lugar a la creación de nuevos textiles. Un ejemplo son las prendas a prueba de balas e ignífugas que retienen el calor. Se está produciendo más desarrollo e innovación en la industria de la moda, utilizando impresoras 3D para probar cosas.

• Joyería y arte impresos en 3D

Las impresoras 3D han creado un nuevo mundo de joyería y arte que no existía con la joyería tradicional. Ha dado lugar a joyas individuales y únicas; Además, ahora se puede personalizar una pieza de forma económica utilizando materiales 3D como filamento de ácido poliláctico (PLA), platino y oro.

Las impresoras 3D que crean piezas 3D que son comparables son fáciles y rápidas, a diferencia de las joyas tradicionales hechas a mano y fundidas, que eran demasiado trabajo. Ahora, con la tecnología 3D, hay más materiales imprimibles que hacen muchos diseños de joyería diferentes.

Con las impresoras 3D de joyería, puedes crear piezas de resina o cera sobre el modelo 3D del diseño. El modelo digital se puede editar fácilmente y crear diferentes modelos mejores. Esto hace que los prototipos con impresión 3D sean económicos y extremadamente convenientes.

Para los compradores, sus experiencias han mejorado un poco más, ya que ahora pueden usar los prototipos de diseños que han creado o han hecho sugerencias para asegurarse de que es lo que querían antes de comprar.

Después de confirmar el diseño, las joyas se imprimen en 3D utilizando el mismo flujo de trabajo tradicional, lo que da como resultado piezas de joyería espectaculares. Las piezas de joyería hechas con patrones 3D se fabrican con tecnología de impresión 3D de estereolitografía (SLA).

Aparte de las joyas, las impresoras 3D han dado una nueva inspiración a los artistas. Usando la tecnología de impresión 3D de metal, están creando piezas hermosas y únicas. Un ejemplo de un artista holandés conocido como Olivier van Herpt está creando jarrones de cerámica usando impresoras 3D. Además, Gilles Azzarob, un artista digital, hace invisibles a imágenes visibles en 3D de voz donde utilizan las ondas sonoras de las voces.

• Esculturas

Las esculturas son otro uso de las impresoras 3D. En caso de que utilice el sistema de escaneo fotográfico 3D, se crea una obra de arte física. De esta manera, se crean muchas opciones nuevas para los clientes. La tecnología 3D ha dado a los artistas un nuevo poder de creación. Mientras puedan concebir y diseñar, entonces pueden producir.

Un ejemplo es un artista en los Países Bajos llamado Danny Van Ryswyk que ha estado creando esculturas impresas en 3D que se utilizan en el cine y representan el personaje de Tim Burton.

¿Cómo funciona la impresión 3D?

La impresión 3D es un método de producción y creación de prototipos rápido que es muy versátil. Ha crecido y se ha desarrollado durante las pocas décadas, donde varias industrias lo han adoptado en todo el mundo.

La impresión 3D, también llamada fabricación aditiva, forma parte de la fabricación. Las técnicas de impresión 3D están creando objetos donde los materiales se agregan a un objeto una capa tras otra.

El proceso de impresión comienza haciendo un modelo gráfico de la sustancia que desea imprimir. Los diseños gráficos se realizan utilizando un paquete de software conocido como Diseño Asistido por Computadora (CAD). Esta parte es la más laboriosa de todo el proceso. Los programas utilizados en esta etapa incluyen Fusion360, TinkerCAD y Sketchup.

El proceso de impresión 3D comienza realizando un modelo gráfico del objeto a imprimir. Por lo general, se diseñan con paquetes de software CAD, que pueden ser la parte del proceso que requiere más mano de obra. Los programas utilizados para esto incluyen TinkerCAD, Fusion360 y Sketchup.

Si el producto está completo, los modelos se prueban exhaustivamente para garantizar que no haya defectos en los productos finales. Con la impresión 3D, puede crear cualquier prototipo. Lo único que limita es tu imaginación.

Con la impresión 3D, puede desarrollar modelos complejos como el CNC y crearlos a un costo más económico en comparación con los tradicionales.

El siguiente paso después de crear un modelo gráfico es cortar digitalmente el diseño para imprimirlo. Esta etapa es importante ya que una impresora 3D no conceptualiza el diseño 3D de la misma manera que nosotros. En la etapa de corte, el modelo se divide en muchas capas. Después de eso, cada capa se envía al cabezal de la impresora para imprimir o simplemente colocar las capas en orden.

Los programas como CraftWare y Astroprint son los que se utilizan en el proceso de corte. El software de corte también se usa para rellenar los modelos para crear una estructura de celosía en el modelo sólido, ya que proporciona estabilidad adicional.

En este punto, imprimen materiales extremadamente fuertes con bajas densidades agregando estratégicamente bolsas de aire a los productos finales.

El software también ayuda a agregar columnas de soporte en caso de que el modelo necesite soporte. Esto se debe a que el plástico no se puede colocar con aire fino. Ahora las columnas son para ayudar al impresor a poder cubrir los huecos. Después de eso, las columnas se eliminan. Después de que el programa cortador haya completado su trabajo, los datos se envían a la impresora.

Ahora, en este punto, comienza el trabajo de la impresora 3D. Comienza el proceso de impresión siguiendo las instrucciones del programa cortador pero ahora usando diferentes métodos. El método que utiliza una impresora depende del tipo de impresora que esté utilizando.

Un ejemplo es cuando la tecnología de impresión 3D utilizada es similar a la tecnología de inyección de tinta donde la boquilla se mueve de adelante hacia atrás, hacia arriba y hacia abajo; luego, se dispensa una cera espesa o plástico, que se solidifica y forma una nueva sección transversal del objeto.

Por otro lado, el modelado de chorros múltiples utiliza muchos chorros que funcionan simultáneamente y mejora el modelado más rápido.

Después de eso, la impresora une usando las boquillas de inyección de tinta donde aplican polvo seco y luego pegamento o un aglutinante que se une y forma capas impresas en cada uno. Para espumar una capa, la impresora de aglomerante tiene que hacer dos pasadas. El paso rápido deposita una fina capa de polvo y luego, en el segundo paso, la boquilla pasa el aglutinante. (aprende a limpiar y desatascar la boquilla de la impresora 3D)

En el proceso de fotopolimerización, el plástico líquido se expone a haces de luz ultravioleta, lo que ayuda a convertir el plástico de líquido a sólido.

Otra tecnología 3D utilizada en el proceso de impresión es la sinterización, que funde partículas y luego las utiliza para imprimir cada capa sucesiva. Después de eso, se libera en un láser para derretir un retardante de llama del polvo. Luego usa el láser para solidificar e imprimir las capas. La tecnología de sinterización también se utiliza en la construcción de objetos metálicos.

Este proceso puede tardar horas o días, según la complejidad y el tamaño del objeto.

El proceso simple es como se indica a continuación, sin importar qué tecnología esté utilizando:

Comience por producir un modelo 3D que pretenda imprimir usando un software CAD.

Luego, convierta el dibujo CAD al formato de lenguaje de teselación estándar (STL). La mayoría de las impresoras usan archivos STL, pero algunas otras usan ZPR y ObjDF.

Transfiera el archivo STL o cualquier otro archivo que haya convertido a la computadora que tiene el control de la impresora 3D. En este punto, designe el tamaño y la orientación de impresión.

Asegúrese de que la impresora 3D esté configurada configurando todas las máquinas. Por ejemplo, necesita rellenar polímeros o el material que usa su impresora, aglutinantes y cualquier otro consumible que necesite la impresora.

En este punto, inicie la máquina y espere a que finalice el proceso. Verifique la máquina regularmente para asegurarse de que no haya errores durante el proceso.

Una vez completada la impresión, retire el objeto impreso de la impresora.

Después de eso, se realiza un procesamiento posterior, como cepillar el polvo y lavarlo para eliminar cualquier material soluble en agua de las herramientas de impresión 3D.

Tipos de tecnologías y procesos de impresión 3D

Existen diferentes tipos de tecnologías y procesos de impresión 3D utilizados en la impresión 3D. A continuación se muestran los tipos de tecnología y cómo funcionan.

1. Estereolitografía (SLA)

La tecnología SLA es el proceso de impresión 3D industrial original. Es perfecto para producir piezas detalladas de modelos 3D, tiene superficies lisas y una alta tolerancia.

Con SLA, termina las superficies para que se vean bien y ayuda en el funcionamiento de las piezas al probar cómo encajan después del ensamblaje. Un ejemplo es perfecto en la industria médica ya que se aplica en modelos anatómicos. Para piezas SLA, el sistema 3D utiliza Viper, iPros y ProJets.

2. Sinterización selectiva por láser (SLS)

El SLS funciona derritiendo polvo de nailon en plástico sólido. Las piezas de SLS son de materiales termoplásticos, lo que las hace duraderas y pueden ser mejores para probar bisagras vivas funcionales y de soporte y ajustes a presión. La desventaja es que su superficie es más rugosa en comparación con SL. Dado que las piezas son fuertes, no requieren ningún soporte.

La plataforma de construcción se utiliza para admitir muchas partes diferentes en una sola construcción. La mayoría de las piezas de SLS se utilizan como prototipos que, en algún momento, se moldearán por inyección.

3. Impresora 3D PolyJet

Polyjet es otro proceso de impresión 3D que tiene un giro. Puede fabricar piezas que tienen muchas y diferentes propiedades, materiales y colores.

Los diseñadores utilizan Polyjet para crear prototipos elastoméricos o en casos en los que están sobremoldeando una pieza. En caso de que el diseño sea simple y plástico rígido, entonces otras tecnologías como la SL o la SLS son mejores ya que son económicas en comparación con Polyjet. esto conduce a una reducción de los precios de los productos básicos.

El proceso Polyjet es mejor para modelos de caucho de silicona y sobremoldeo. La tecnología le ayuda a ahorrar en las primeras herramientas que se producen en el ciclo de desarrollo. You can iterate and validate the design fast.

4. Digital Light Processing (DLP)

The DLP printing technology is almost similar to the SLA. The difference between the two is that DLP uses a digital light project to help flash a single image in every layer at the same time; in other words, it has multiple flashes for the larger parts.

The projector is a digital screen, and the images of every layer are made of square pixels, which bring about a layer formed from the small rectangular blocks called voxels.

Also, compared to SLA, the DLP technology is much faster in printing time. This is due to the feature where the layers are exposed simultaneously, unlike where the cross-sectional area is traced with the laser point.

The light is projected to the resin using the LED screen or the ultraviolet light directed to the surface by the Digital Micromirror Device (DMD). The DMD is responsible for controlling where the light is projected by providing a light pattern on the surface.

5. The Metal 3D Printing Range at Proto Labs

This technology uses the laser concept Mlab and the M2 machines on metals 3D printed parts.

6. Multi Jet Fusion (MJF)

It is similar to the SLS; its functional parts are also built from nylon powder. But the difference is for multi-jet fusion (MJF), instead of using the laser to sinter the nylon powder, it uses an inkjet array that applies a fusing agent on the powder’s bed. After that, a heating element is passed over the bed, and it fuses each layer.

With this method, the result is consistent mechanical properties compared to SLS, and the surface is better finished. The process also speeds up the build time, which helps in lowering the production cost.

7. Fused Deposition Modeling (FDM)

The FDM technology is a desktop 3D printing technology used for plastic parts. It functions by extruding a plastic filament layer to layer on the build platform. The technology is a cost-efficient and fast method in producing physical designs.

It can be used to test functionality but should be avoided as its parts are a bit rough on the surface and are not as strong.

8. Direct Metal Laser Sintering (DMLS)

The metal 3D printer brings about new possibilities for metal parts models. The process used at Protolab on the 3D print metals is the Direct Metal Laser Sintering (DMLS). The technology is used to reduce metal and multiple parts assemblies to single parts or a much more lightweight part with internal channels.

DMLS is applicable in prototyping and production as the parts are dense as those produced with the traditional manufacturing processes.

9. Electron Beam Melting (EBM)

EBM is a metal 3D printing technology that uses electrical beams controlled by the electromagnetic coil that melts the powder. The bed is heated up and is in vacuum condition in the build period. The material used is the one that determines the temperature used to heat the material.

Conclusión

3D printing has brought about more possibilities in many industries and companies. Apart from that, it has reduced the production cost. 3D printing is used in almost all industries, as seen in this article. It has especially benefited the medical industries as one can create body cells and other organs.