Aprendamos más sobre cómo funcionan y qué hacen únicas a las impresoras 3D
El sueño de un escritor de ciencia ficción
Muchos de nosotros estaremos familiarizados con la escena de Star Trek en la que el capitán Picard se acerca al sintetizador de alimentos y expresa “té, caliente”, y la bebida aparece instantáneamente. Cuando mencionas la impresión 3D para los pocos conocedores, esto es a veces lo que esperan.
Lo cierto es que la impresión 3D es mucho más práctica, por eso, en este artículo, aprenderemos cómo funciona y las tecnologías de impresión 3D que hoy están disponible.
Cómo funcionan las impresoras 3D en la fabricación a través de la adición
La mayoría de las personas están familiarizadas con el concepto de fabricación sustractiva, la cual ha consistido en esculpir o mecanizar un objeto deseado a partir de una pieza central de piedra, metal, madera o cualquier otro material extraíble mediante la eliminación del material no deseado.
Lo inverso de esto es lo que se conoce como fabricación aditiva. Se define como el depósito de un material formativo en capas sobre una superficie de construcción con el propósito de crear un objeto físico en 3D. El material que se utiliza es, papel, plástico, resina o incluso metales. En lugar de eliminar el material no deseado, la fabricación aditiva comienza en un lienzo vacío, haciendo una creación de una capa a la vez.
Cómo funcionan las impresoras 3d en una era de manufactura que crece en capas
El proceso de fabricación aditiva debe su existencia al computador, es decir, un modelo 3D típico comienza su vida como un dibujo CAD. A partir de ahí, el software de corte lo convierte en perfiles finos y planos que se expresan en el medio deseado.
Este proceso permite que los conceptos se definan digitalmente; se expresan en capas tan delgadas como una fracción de milímetro y posteriormente se depositan para crear el producto terminado.
Cómo funcionan las impresoras 3d con modelado por deposición fundida (FDM)
El medio de impresión en modelado por deposición fundida, es un termoplástico. Se entrega en forma de filamento, muy parecido al hilo de pescar en un carrete.
El filamento es forzado dentro de una boquilla calentada, donde se convierte en una pasta semilíquida. Esta pasta se extruye luego sobre una superficie de impresión a medida que la boquilla sigue una trayectoria guiada por un computador.
Mientras que la pasta plástica se extruye, se endurece casi inmediatamente, dejando una base para la siguiente capa.Una vez que se completa una capa, la superficie o la boquilla se reubicarán a una fracción de milímetro de distancia y el proceso comenzará nuevamente, fusionando una nueva capa encima de la anterior.
Este proceso de capas se repite, dando como resultado el modelo 3D deseado.
Cómo funcionan las impresoras 3d con estereolitografía (SLA)
La estereolitografía (SLA) es un tipo de impresión 3D basado en un proceso denominado fotopolimerización de cuba. Funciona exponiendo un tanque de medio líquido fotosensible a un láser, que actúa como una fuente de luz UV.
El haz se redirige a través de espejos controlados por un computador, exponiendo y endureciendo la resina en una representación XY del modelo, construyendo una capa a la vez. A medida que se completa una capa, la superficie desciende hacia la cuba y comienza la siguiente capa.
Cómo funcionan las impresoras 3d de la sinterización selectiva por láser (SLS)
Otra tecnología de fabricación de aditivos basada en láser es la sinterización selectiva por láser (SLS). Esta tecnología crea un modelo a partir de medios secos en lugar de líquidos.
Con SLS, el medio, generalmente plástico o nylon, se coloca dentro de una cámara de formación, que también contiene una superficie móvil. El medio es una partícula con una textura en algún lugar entre el azúcar granulada y la harina. La temperatura de la cámara se eleva justo por debajo del punto de fusión para los medios seleccionados.
Un rayo láser dirigido por espejo dibuja un perfil del modelo deseado en el medio cálido. La energía empuja la temperatura de la superficie del medio justo por encima de su punto de fusión, lo que hace que las partículas se fusionen o se sinteticen.
Luego, la superficie cae a una fracción de milímetro y un limpiaparabrisas barre una capa de medios nueva y nivelada en todo el campo de trabajo. El proceso se repite una y otra vez, creando un modelo de la misma manera que la mayoría de los procesos de impresión 3D.
Las variaciones de SLS incluyen la sinterización directa por láser de metal (DMLS) o la fusión selectiva por láser (SLM), que aplican una técnica similar a los metales.
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