Projecte 3D: Bosses amb logo en 3D i “Línies essencials-SIM”. Tècniques d’impressió.
Per desenvolupar el Projecte: “Impressió 3D sobre bosses de tela i línies essencials SIM” farem un repàs de les tècniques emprades per imprimir en 3D amb l’objectiu de seleccionar la tècnica més adient pel projecte.
SLA. Impressores 3D per Estereolitografia (Stereolithography)
Projecte 3D Tècniques d’impressió
La tècnica
Per a aquesta tècnica s’utilitza la fotopolimerització de resines líquides. Aquestes resines són materials líquids fotosensibles que es solidifiquen al contacte amb la llum ultraviolada (UV).
El Procés d’impressió 
La impressió consisteix en l’aplicació d’un feix de llum ultraviolada sobre una resina líquida sensible a la llum i continguda en una cubeta, amb una plataforma mòbil per suportar la peça a imprimir. La llum UV va solidificant la capa superior de la resina. Un cop acabada de solidificar la capa superior, la base que suporta l’estructura es desplaça cap avall, submergint-se dins de la cubeta, de manera que la superfície ja impresa queda coberta per una nova capa de resina perquè la llum torni a exercir la seva acció sobre el nou bany, així es va formant capa a capa la peça a imprimir.
Si la peça és complexa es poden requerir estructures de suport.
Post-procés
Després d’imprimir passem a una etapa de neteja amb un dissolvent. Necessari per eliminar l’excés de resina no solidificada i per eliminar les estructures de suport.
Pot requerir un muntatge de diferents peces.
Materials i Colors
S’utilitzen resines líquides fotosensensibles.
El color de la peça impresa és uniforme, però la resina pot ser acolorida mitjançant pigments.
Aplicacions
S’utilitza per imprimir peces de qualitat.
– Prototips i models amb alt nivell de detall
– Prototips per a proves
– Peces mestres per a tècniques de copiat
– Models per a fosa a la cera perduda
– Motlles per a joieria i odontologia
SLS: Sinterització Selectiva per làser (Selective Laser Sintering)
Projecte 3D Tècniques d’impressió
La tècnica
La tècnica utilitzada és la sinterització (fondre i solidificar), mitjançant l’impacte d’un raig làser de gran potència, sobre una pols d’un material que pot ser un polímer o fins i tot metalls.
El Procés d’impressió
Primer s’aplica una capa de pols de polímer, després el làser sinterizará selectivament la pols. Quan la capa es completa, la plataforma de construcció baixarà abans d’aplicar una nova capa de pols. El procés es repetirà capa a capa fins a acabar la peça.
Per iniciar el procés i preparar la impressora SLS, el dipòsit de pols i l’àrea de construcció primer s’escalfen per sota de la temperatura de fusió de l’polímer.
El seu mecanisme és més complex que el d’una impressora SLA i requereix de més components,
Les peces creades no necessiten estructures de suport i pots crear moltes peces alhora. Per això les impressores 3D SLS són populars en la indústria, perquè són ideals per fabricar grans sèries.
Post-procés
Després de la impressió, les peces estan encapsulades en la pols, que ha de refredar per posteriorment netejar, en general amb aire comprimit.
Hi ha un malbaratament considerable de material (30%).
Materials i Colors
Amb aquesta tecnologia es pot fabricar amb múltiples materials des polímers fins metalls, S’utilitzen materials com Nylon / Poliamida o Poliuretà Termoplàstic, o altres.
Aplicacions
Aplicacions similars a les de la impressora SLA però en aquest cas es poden fabricar peces més resistents.
MJM: Modelatge d’injecció múltiple (Multi Jet Modeling)
Projecte 3D Tècniques d’impressió
La tècnica
La tècnica MJM és semblant a una impressora habitual, consisteix en un capçal d’impressió que es mou injectant un fotopolímer líquid i un material de suport (cera). Una llum UV en el capçal permet endurir (curat) el material després de ser injectat.
En aquesta línia s’està investigant la tecnologia Nanoparticle jetting, que no imprimeix amb gotes de plàstic sinó amb gotes d’un líquid que conté nanopartícules fetes de ceràmica o metalls.
El Procés d’impressió 
El fotopolímer líquid s’escalfa prèviament a 30-60 graus per obtenir la viscositat adequada, això permet al capçal injectar centenars de petites gotes. El capçal d’impressió imprimeix una capa. La plataforma baixa un nivell i es repeteix el procés imprimint l’objecte capa a capa.
En general són màquines industrials relativament grans, que permet imprimir sèries de múltiples objectes.
Post-procés
Quan acaba la impressió s’elimina el material de suport (cera) i els residus de resina mitjançant aigua a pressió.
Després la peça ha de curar-se completament en una càmera UV. A l’igual que totes les peces que estan fetes de fotopolímers, les peces d’injecció de material són sensibles a la llum, el que pot canviar les seves propietats amb el temps.
Materials i Colors
Materials d’impressió: Materials ceris fotopolímers, que es poden combinar entre si en algunes impressores, per crear nous materials.
La impressió amb diferents colors no s’aconsegueix afegint diferents pigments a el procés, sinó amb diferents materials. El suport del capçal d’impressió té molts capçals petits que poden expulsar els diversos materials de diferent color, així com el material de suport soluble a la plataforma. D’aquesta forma és possible imprimir amb diversos materials de diferent color alhora.
També es poden utilitzar diversos materials dentals i metges que són biocompatibles.
Aplicacions
Aquesta tecnologia té molt bona precisió i acabats superficials. La possibilitat d’imprimir amb diferents materials és un gran avantatge. Molt útil per a maquetes d’alta precisió i prototips ràpids d’ajust i forma. En la indústria mèdica, dental i joies sovint s’utilitza la injecció de material per a la fosa a la cera perduda.
Es poden imprimir models anatòmics a escala real en diversos colors.
FDM. Impressió per deposició de material fos
Projecte 3D Tècniques d’impressió.
La tècnica
La tècnica additiva de la modelització per deposició fosa consisteix a dipositar polímer fos sobre una plataforma. Aquesta tècnica és considerada el mètode existent més senzill.
El Procés d’impressió
La tecnologia FDM es basa en 3 elements principals: una plataforma on s’imprimeix la peça, una bobina de filament que serveix com a material d’impressió i un extrusor que és el capçal d’impressió. El filament és succionat i fos pel extrusor de la impressora FDM, que diposita el material de manera precisa sobre la plataforma. Un cop finalitzada la primera capa, la plataforma baixa un nivell i s’imprimeix una segona capa i així successivament fins a acabar la peça.
La impressió comença quan la màquina arriba a la temperatura necessària per a la fusió de l’material.
Durant la impressió, es poden utilitzar estructures de suport per millorar la qualitat de certs models.
Algunes impressores FDM estan equipades amb diversos extrusors per combinar diversos colors o materials (materials de suport en general).
Post-procés
Netejar o treure els materials de suport.
El resultat final és de menys qualitat que els altres tipus d’impressió.
Materials i Colors
Entre els materials d’impressió FDM es troben com més importants:
PLA: Àcid polilàctic. Termoplàstic biodegradable derivat de recursos renovables com el midó de blat de moro o la canya de sucre. Es comercialitza en diferents colors.
ABS: Acrilonitril butadiè estirè. Termoplàstic per a emmotllament per injecció. Resisteix millor la temperatura.
PETG: Tereftalat de polietilè Glicol. El PET és usat en envasos i la indústria tèxtil. Els envasos poden reciclar-se a bobines PET per FDM.
I altres com: NYLON (Poliamida Sintètica), Filament PC (Policarbonat), ASA (Acrilonetrilo estirè Acrilat), etc.
Aplicacions
S’utilitza en moltes indústries:
– Aeroespacial
– Art i decoració
– Automación
– Arquitectura
– Medicina
– Prototips de models
Enllaços a altres articles sobre el projecte d’impressió 3D
Llista d’articles vinculats al projecte: Logo en 3D sobre tela i Línies essencials-SIM
