¿Qué es una impresora 3D y de qué es capaz?

Una de las áreas más prometedoras del mundo moderno es la creación de objetos tridimensionales mediante la impresión 3D. La tecnología de impresión le permite crear productos bastante complejos y detallados. Hoy en día, el uso de la impresión tridimensional es posible no solo en los sitios de producción, sino también en el hogar, para esto es suficiente comprar una impresora 3D.

¿Qué es una impresora 3D?

Una impresora tridimensional es un dispositivo capaz de formar objetos basados ​​en modelos 3D digitales creados. Los productos se obtienen por capas de material. Las resinas termoplásticas y fotopoliméricas se utilizan como base, pero con el desarrollo de la tecnología, aumenta el número de materiales utilizados como materias primas.

El procedimiento para fabricar productos se ve así:

1. El proceso de crear un modelo 3D, es decir desarrollando una imagen visual del producto futuro manteniendo todas las proporciones. El modelo se crea utilizando un software especializado.
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2. Después de crear el modelo, debe procesar el archivo. El procesamiento consiste en convertir el archivo en código digital, que divide todo el modelo en muchas capas paralelas. Por lo tanto, se generan comandos para el dispositivo 3D, que distribuyen el material para crear el objeto.
3. El paso final es la impresión en 3D del producto, es decir El proceso de creación del producto a través de la estratificación del material. El proceso se lleva a cabo utilizando un cabezal de impresión (extrusora), que se mueve a lo largo de los ejes 0Y y 0X, es decir. el material se alimenta solo horizontalmente de acuerdo con el código del programa de la capa. Para aplicar la siguiente capa, el extrusor se mueve a lo largo de una guía vertical (a lo largo del eje 0Z) a una distancia igual al tamaño de la capa. Luego, la siguiente capa horizontal comienza a aplicarse.

Ayuda: El proceso de impresión según la tecnología de fabricación puede variar, pero el proceso general de creación de productos es la aplicación en capas del material.

Tipos de impresoras 3D

Los dispositivos se dividen según la singularidad del proceso de impresión, es decir. de la tecnología utilizada Los métodos de impresión más comunes son FDM (modelado por deposición fundida / modelado direccional) y SLA (estereolitografía láser / estereolitografía láser)

La tecnología de modelado direccional es uno de los primeros métodos de impresión en aparecer. Como material para la fabricación de objetos, el termoplástico se usa en forma de radios o hilos enrollados en un carrete. El método de impresión es el siguiente:

1. El carrete o hilo está instalado en la extrusora. Bajo la acción del dispositivo de calentamiento, el material comienza a derretirse y, a través del canal, ingresa a la superficie de trabajo.
2. El extrusor se mueve en las coordenadas dadas de acuerdo con el código digital. La producción se lleva a cabo en capas en relación con el plano horizontal.
3. En la fabricación de productos complejos, se utilizan dos materiales: el principal y el auxiliar. El producto se crea utilizando el material principal. El material auxiliar está diseñado para crear soportes temporales, así como para llenar el espacio hueco del producto. Porque la impresora no puede imprimir un objeto en el aire sin ningún motivo.

Ayuda: El material auxiliar se elimina posteriormente con un solvente especial, o se rompe fácilmente.

Los productos fabricados con tecnología FDM tienen buena resistencia mecánica y química. Dichas propiedades se logran mediante el uso de termoplásticos de grado industrial. Además, esta tecnología es ligera y adecuada para su uso en condiciones domésticas.

La tecnología SLA o estereolitografía imprime productos utilizando resinas de fotopolímero líquido que se solidifican bajo la influencia de una fuente de energía en forma de láser. Con este método, los productos tienen una alta precisión (hasta 15 micras). La impresión de objetos es la siguiente:

1. La superficie de trabajo se baja en un recipiente con fotopolímero líquido a una profundidad de una capa;
2. Una fuente de energía (láser) corta la forma del objeto en las coordenadas dadas del objeto;
3. El proceso de polimerización continúa como resultado de lo cual ocurre la solidificación en los lugares de contacto;
4. El procedimiento se repite para cada capa hasta que se fabrica el objeto;
5. Después de la fabricación, el modelo se sumerge en un contenedor con una solución especial para la limpieza de elementos auxiliares;
6. La etapa final es la irradiación ultravioleta para acelerar el proceso de formación del producto.

La estereolitografía es una de las tecnologías más avanzadas, pero necesita materiales caros. También hay tipos de impresión menos conocidos:

SLS (sinterización selectiva por láser) el principio de crear un objeto es aplicar una capa delgada de material en forma de polvo al área de trabajo, que es sinterizada por el láser. Las principales ventajas de este método es la falta de necesidad del uso de elementos auxiliares, pero requiere un tratamiento térmico adicional. No proporciona para uso doméstico.

EBM (fusión de haz de electrones). La tecnología es similar a la sinterización selectiva por láser, pero el producto se crea al vacío y no requiere tratamiento térmico adicional.

La impresión tridimensional incluye un bolígrafo 3D. El principio de su funcionamiento es similar a la tecnología FDM, pero tiene una apariencia más en miniatura y se utiliza para crear dibujos con un efecto tridimensional.

¿Qué puede hacer una impresora 3D?

La impresión tridimensional hoy en día se usa en casi todas las áreas de la vida. Hay ejemplos de creación de platos culinarios utilizando la impresión 3D. Se crean partes de cualquier complejidad para estructuras más complejas en todas las industrias. Pero el área más relevante y necesaria sigue siendo la medicina.

Varias compañías están desarrollando simuladores orgánicos que casi pueden reemplazar a los tejidos naturales. La impresión 3D también ayuda en el entorno de prótesis articulares. El uso más común de la fabricación tridimensional fue en odontología. Además de las prótesis, las impresoras también se utilizan para hacer modelos de órganos. Las posibilidades de la impresión tridimensional aumentan cada día y se vuelven más accesibles.

Las impresoras 3D ayudan no solo a las personas, sino también a los animales. Uno de los casos famosos es la creación de un caparazón para una tortuga que resultó herida en un incendio forestal. Por lo tanto, el nuevo caparazón salvó la vida del animal, y hay muchos de esos casos. Otro caso único es una pierna protésica para un elefante. La singularidad del caso radica en el hecho de que las prótesis para un elefante prácticamente no se hacen debido al gran peso del animal.

La moderna tecnología de impresión le permite crear incluso todo el edificio. Durante la construcción de una casa pequeña (37 metros cuadrados), los investigadores pasaron solo 24 horas, y resultó ser la mitad del precio en comparación con el método habitual.