Microfusión avanzada con moldes de resina calcinable impresa en 3D

La microfusión o fundición a la cera perdida es uno de los métodos de fabricación más usados en la industria joyera y es el proceso de fundición más antiguo conocido.

La fundición permite obtener réplicas metálicas mediante un molde que se hace a partir de un modelo tradicionalmente modelado en cera. En este caso, se usan piezas impresas en 3D con resinas calcinables para sustituir los modelos de cera.

Las joyas pueden fabricarse con una variedad de metales, como oro, platino, plata y latón, usando el proceso de fundición. A continuación puedes ver el proceso de microfusión para joyería a partir de piezas impresas en 3D con resinas calcinables:

1- Impresión 3D de la pieza

Basándose en diseños creados con software CAD, los modelos deseados deben imprimirse en 3D. Actualmente hay un gran número de resinas calcinables disponibles de diferentes fabricantes. El uso de un material u otro depende de la impresora 3D usada y las características requeridas para las piezas.

Imagen 1: Anillo impreso en 3D con resina calcinable FormLabs. Fuente: FormLabs.

Una de las impresoras 3D más populares para impresión 3D en el sector joyero es la Form 3 del reconocido fabricante FormLabs. Esta impresora 3D no requiere conocimientos técnicos avanzados y por tanto puede usarse sin dificultad. La impresora 3D Form 3 limita su uso solo soportando materiales desarrollados por el fabricante. Esto puede ser una ventaja, ya que no requiere configuración y los parámetros configurables y valores modificables se reducen al mínimo, solo hay que seleccionar el tipo de material y unos pocos parámetros básicos. Esto reduce el margen de error al mínimo.

La siguiente tabla muestra algunas de las resinas calcinables más populares y su compatibilidad con impresoras 3D:

Resina	Fabricante	Tecnología	Compatibilidad
Castable Wax	FormLabs	SLA	Form 2, Form 3, Form 3L, Form3+
Castable Wax 40	FormLabs	SLA	Form 2, Form 3, Form 3L, Form3+
zWax Amber	UniZ	LCD	Slash, Slash 2, Slash 2 Plus, Slash 2 Pro
zWax Purple	UniZ	LCD	Slash, Slash 2, Slash 2 Plus, Slash 2 Pro
Bluecast original	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa.
Bluecast X5	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa.
Bluecast X10	Zortrax	LCD	UniZ, WANHAO, zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa.
Dental Cast	Harz Labs	LCD	Formlabs, PEOPOLY, UniZ, WANHAO, zortrax, ANYCUBIC, ASIGA, B9 Creator, FLASH FORGE Moon Ray, Prusa.

Tabla 1: Resinas calcinables y compatibilidad. Fuente: Filament2print.

Cada material tiene diferentes propiedades y requiere diferentes parámetros. Sin embargo, todos tienen una característica común: han sido desarrollados para sustituir piezas de cera en el proceso de microfusión, con una composición que logra fundiciones libres de residuos que podrían afectar al resultado final de las piezas.

Una vez impresas las piezas, deben curarse si el material lo requiere. Esto depende de la composición de la resina y siempre se deben seguir las recomendaciones del fabricante para lograr un resultado óptimo.

2- Árbol de cera

Una vez las piezas están curadas (en casos donde este paso es requerido), se puede proceder a la retirada de los soportes, siempre con mucho cuidado. Se puede usar lija (grano 400 o superior) o incluso una herramienta rotativa con accesorio de pulido para lograr la retirada total del soporte y un acabado perfecto.

Para crear el árbol de cera, se toma una base de cera y se une a una goma de la cánula. Se sueldan pequeñas varillas cilíndricas de cera a la base de cera usando una herramienta de calor. Las piezas impresas en 3D se sueldan al otro extremo de las varillas.

Imagen 2: Árbol de cera para fundición. Fuente: FormLabs.

Este proceso es similar al que se realiza en microfusión al fundir piezas de cera talladas tradicionalmente.

3- Preparación del molde

El árbol de cera con las piezas impresas en 3D con resina calcinable se coloca dentro de un cilindro de acero refractario, que se ajusta a la tapa del cilindro de goma. En caso de que el cilindro de acero refractario tenga agujeros, estos deben cubrirse envolviendo el cilindro con cinta adhesiva.

Imagen 3: Cubeta de cilindro de acero refractario. Fuente: Formlabs.

El material de fundición debe verterse lentamente, siempre desde el lateral del cilindro para evitar dañar el árbol con las piezas impresas en 3D con resina calcinable.

Imagen 4: Vertido del material de fundición en cilindro de acero refractario. Fuente: Formlabs.

Al verter el material de fundición, es posible que queden pequeñas bolsas de aire que pueden afectar a la calidad de las piezas finales. Por eso es muy importante realizar el proceso de desgasificación en cámara de vacío.

4- Calcinado

El cilindro se coloca en el horno siguiendo las instrucciones de tiempo y temperatura recomendadas por el fabricante. Durante este tiempo, la cera se calcinará sin dejar residuos, dejando el molde listo.

Imagen 5: Proceso de calcinado. Fuente: Formlabs.

Entonces se debe verter el metal deseado en el molde para producir las piezas finales.

5- Lavado y pulido

Tras la fundición, el molde se retira cuidadosamente del horno y se sumerge en agua usando pinzas. Durante este proceso, el material de fundición se derretirá, dejando visibles las piezas metálicas. Una vez lavadas, las piezas metálicas se separan del árbol, se pulen y pulen hasta lograr el acabado deseado.

Imagen 6: Proceso de lavado. Fuente: Formlabs.

Una vez lavadas, las piezas metálicas se separan del árbol, se pulen y pulen hasta el acabado deseado.

Imagen 7: Anillo impreso en 3D con resina calcinable y anillo de plata tras microfusión. Fuente: Formlabs.

El uso de resinas calcinables en el sector joyero ofrece numerosas ventajas. Entre otras, permite imprimir en 3D tantos modelos como se quiera, rápido y con extrema precisión. Esto resulta en una reducción significativa de costes y tiempos de producción.