IMPRESSORA 3D
Aquest aparell és una màquina que serveix per produir representacions físiques de models creats per ordinador gràcies a aplicacions com per exemple Sketchup.
Segons el tipus d'impressora 3D les podem classificar:
- Per deposició fosa (FDM)
La tecnologia FDM és el
mètode de impresió 3D més comú en impressores 3D d'escriptori. El
filament termoplástic s'escalfa i es construeix en coordenades de X i Y
a través del capçal d'extrusió, mentre que la superfície de
impresió va baixant l'objecte capa per capa en la direcció Z.
D'aquesta manera l'objecte s'imprimeix de baix cap a dalt. Si es dona
el cas de que un model tingués parts que sobresurten, necessitará estructures de soport que es poden treure una vegada la impresió hagi finalitzat.
Aquest tipus de impresora 3D és una manera rentable de desenvolupar un
producte i de crear de forma ràpida prototipus en els sectors de
petites empreses i l'educació, ja que és capaç de fabricar peces
robustes de manera eficient i ràpida.
- Estereolitografia (SLA)
La estereolitografia, que va ser inventada per Chuck Hull en 1983, es caracteritza per ser la tecnologia d'impressió 3D més antiga.
Aquesta tecnologia funciona mitjançant l'exposició d'una capa de resina líquida fotosensible a un raig làser UV perquè s'endureixi i es solidifiqui. Una vegada que el làser diposita una capa de resina en el patró desitjat, es comença a endurir. Tot seguit, la plataforma d'impressió del model, situada en el tanc líquid de la impressora, baixa una capa i el làser comença a formar la següent capa. Cada capa es construeix sobre l'anterior.
Igual que a la tecnologia d'impressió 3D FDM, els objectes amb parts sobresurtides que són impresos amb aquests tipus d'impressores 3D, necessitaran estructures de suport. Una vegada completada la impressió, l'objecte ha d'esbandir-se amb un dissolvent. En ocasions també es forneja en un forn UV per finalitzar el processament.
La tecnologia SLA crea objectes amb superfícies llises i molt detall. És cada vegada més popular en sectors com la joieria i l'odontologia cosmètica per a la creació de motlles mal·leables.
La producció d'interfície líquida contínua (CLIP) podria ser la propera gran novetat en el tipus d'impressió 3D SLA. Per a aquesta tecnologia d'impressió 3D també es necessita resina i un raig ultraviolat. La principal diferència radica en una membrana permeable a l'oxigen que es troba sota la resina, la qual cosa agilita molt el procés. Els creadors d'aquesta innovadora tecnologia afirmen que poden imprimir objectes 3D fins a 100 vegades més ràpid. Les primeres impressores 3D amb tecnologia CLIP ja estan en fase de prova.
Aquesta tecnologia funciona mitjançant l'exposició d'una capa de resina líquida fotosensible a un raig làser UV perquè s'endureixi i es solidifiqui. Una vegada que el làser diposita una capa de resina en el patró desitjat, es comença a endurir. Tot seguit, la plataforma d'impressió del model, situada en el tanc líquid de la impressora, baixa una capa i el làser comença a formar la següent capa. Cada capa es construeix sobre l'anterior.
Igual que a la tecnologia d'impressió 3D FDM, els objectes amb parts sobresurtides que són impresos amb aquests tipus d'impressores 3D, necessitaran estructures de suport. Una vegada completada la impressió, l'objecte ha d'esbandir-se amb un dissolvent. En ocasions també es forneja en un forn UV per finalitzar el processament.
La tecnologia SLA crea objectes amb superfícies llises i molt detall. És cada vegada més popular en sectors com la joieria i l'odontologia cosmètica per a la creació de motlles mal·leables.
La producció d'interfície líquida contínua (CLIP) podria ser la propera gran novetat en el tipus d'impressió 3D SLA. Per a aquesta tecnologia d'impressió 3D també es necessita resina i un raig ultraviolat. La principal diferència radica en una membrana permeable a l'oxigen que es troba sota la resina, la qual cosa agilita molt el procés. Els creadors d'aquesta innovadora tecnologia afirmen que poden imprimir objectes 3D fins a 100 vegades més ràpid. Les primeres impressores 3D amb tecnologia CLIP ja estan en fase de prova.
- Processament digital de llum
La tecnologia de processament digital de llum (DLP) i la estereolitografia tenen molts aspectes en comú. Tots dos tipus d'impressores 3D usen fotopolímers líquids. Tots dos usen unes “resines” que s'endureixen en aplicar-li llum mitjançant un projector especial (DLP) i un làser (SLA).
La tecnologia DLP va ser inventada en 1987 per Larry Hornbeck de Texas Instrument i es va tornar extremadament popular en els projectors. La tecnologia DLP usa una xarxa elèctrica de micromiralls
controlats per ordinador disposats en un motlle sobre un xip
semiconductor. Aquests diminuts miralls s'inclinen cap a endavant i cap a
enrere. Quan un mirall està inclinat, reflecteix la llum, la qual cosa
reflecteix un píxel brillant. Mentre que si el mirall està inclinat cap al costat oposat, el píxel es tornarà fosc. Aquest tipus de tecnologia s'usa en projectors
de pel·lícules, telèfons mòbils i també per a la impressió en 3D. Un
dels beneficis que presenta per a la impressió 3D és la seva velocitat:
pot imprimir capes en un instant.
Els tipus d'impressores 3D DLP s'utilitzen principalment en àmbits professionals i permeten fabricar
peces robustes amb excel·lent resolució. També els amants i aficionats
de la impressió 3D estan construint les seves pròpies impressores 3D
basant-se a la tecnologia DLP utilitzant feixos de llum o fins i tot telèfons intel·ligents per endurir la resina.
- Sinteritzat selectiu per làser (SLS)
La tecnologia SLS és similar a la SLA,
però la principal diferència està que aquest tipus d'impressora 3D
utilitza material en pols a l'àrea d'impressió en lloc de resina
líquida. S'usa un làser per sinteritzar
selectivament una capa de grànuls que uneix el material per crear una
estructura sòlida. Quan l'objecte està completament format, es deixa
refredar en la màquina abans de retirar-ho.
El SLS és àmpliament utilitzat per al desenvolupament de productes i la creació ràpida de prototips orientats a indústries comercials. Així mateix, és útil per a la fabricació de productes finals d'ús limitat, com a peces usades en el sector industrial (per exemple, peces de maquinàries). Els materials utilitzats en el SLS poden variar des de nailon, vidre i ceràmica fins a alumini, plata i fins i tot acer.
No obstant això, aquest tipus d'impressora 3D requereix de l'ús de costosos làsers d'alta potència, la qual cosa la situa una mica fos de l'abast del consumidor mitjana. Però sempre està l'opció de recórrer a els serveis professionals d'impressió 3D com Shapeways, Sculpteo i Materialiseque resulten més econòmics.
El SLS és àmpliament utilitzat per al desenvolupament de productes i la creació ràpida de prototips orientats a indústries comercials. Així mateix, és útil per a la fabricació de productes finals d'ús limitat, com a peces usades en el sector industrial (per exemple, peces de maquinàries). Els materials utilitzats en el SLS poden variar des de nailon, vidre i ceràmica fins a alumini, plata i fins i tot acer.
No obstant això, aquest tipus d'impressora 3D requereix de l'ús de costosos làsers d'alta potència, la qual cosa la situa una mica fos de l'abast del consumidor mitjana. Però sempre està l'opció de recórrer a els serveis professionals d'impressió 3D com Shapeways, Sculpteo i Materialiseque resulten més econòmics.
- Fusió selectiva per làser (SLM)
La tecnologia de fusió selectiva per làser es considera de vegades com una subcategoria del tipus d'impressora 3D SLS. La tecnologia SLM usa un raig làser d'alta potència per fondre completament pólvores
metàl·liques transformant-los en peces sòlides tridimensionals.
Els materials típics utilitzats en aquests tipus d'impressores 3D són: acer inoxidable, alumini, titani i crom-cobalt. La tecnologia SLM s'utilitza en la indústria aeroespacial o de l'ortopèdia per crear peces amb geometries complexes i estructures de parets primes, amb canals ocults o espais buits. Com es pot observar en el vídeo anterior, també s'ha utilitzat per fabricar turbines de gas per a la indústria energètica.
Els materials típics utilitzats en aquests tipus d'impressores 3D són: acer inoxidable, alumini, titani i crom-cobalt. La tecnologia SLM s'utilitza en la indústria aeroespacial o de l'ortopèdia per crear peces amb geometries complexes i estructures de parets primes, amb canals ocults o espais buits. Com es pot observar en el vídeo anterior, també s'ha utilitzat per fabricar turbines de gas per a la indústria energètica.
- Fusió per feix d'electrons (EBM)
A diferència de la tecnologia SLM, la tècnica EBM (per les seves sigles en anglès) utilitza, com el seu propi nom indica,
un feix d'electrons controlat per ordinador. Aquesta tècnica es duu a
terme amb una alta pressió al buit i usant altes temperatures que
aconsegueix fins als 1000 °C per poder fondre completament la pols
metàl·lica.
Aquest tipus d'impressora 3D pot usar metalls com a titani pur, Inconel1718 i Inconel1625 per fabricar peces aeroespacials i implants mèdics. Però, si bé aquesta tecnologia és prometedora, actualment és molt lenta i costosa.
Aquest tipus d'impressora 3D pot usar metalls com a titani pur, Inconel1718 i Inconel1625 per fabricar peces aeroespacials i implants mèdics. Però, si bé aquesta tecnologia és prometedora, actualment és molt lenta i costosa.
- Fabricació mitjançant laminatge d'objectes (LOM)
La LOM (per les seves
sigles en anglès) utilitza capes de paper, plàstic o laminatges
metàl·lics recoberts amb adhesiu, que es fonen baixa calor i pressió, i
es tallen amb un làser o una fulla controlats per ordinador. Després
d'això, en ocasions es realitza un procés de mecanitzat i perforació.
L'objecte 3D es crea capa per capa, i després de tallar l'excés de
material, es pot escatar o segellar amb pintura.
En comparació amb els tipus d'impressores 3D SLA o SLS, la precisió dimensional de la tecnologia LOM és lleugerament inferior. No obstant això, la LOM és un dels mètodes d'impressió 3D més econòmics i ràpids per crear peces relativament grans. També permet imprimir objectes en 3D a tot color.
En comparació amb els tipus d'impressores 3D SLA o SLS, la precisió dimensional de la tecnologia LOM és lleugerament inferior. No obstant això, la LOM és un dels mètodes d'impressió 3D més econòmics i ràpids per crear peces relativament grans. També permet imprimir objectes en 3D a tot color.
- Injecció d'aglutinant (BJ)
Aquest tipus d'impressió 3D es va inventar en el MIT (Institut Tecnològic de Massachusetts) i compta amb múltiples denominacions: “fusió sobre jaç de pols”, “impressió 3D d'injecció de tinta”, “impressió de gota sobre pols” o, probablement la més coneguda, “injecció d'aglutinant” o "binder jetting".
La injecció d'aglutinant és un procés de fabricació additiva. Aquest tipus d'impressora 3D utilitza dos materials: un material a força de pols (sovint guix) i un agent adhesiu, que actua unint les capes de pols. En general, l'aglutinant s'extruye en forma líquida des d'un capçal d'impressió igual que en una impressora 2D d'injecció de tinta convencional. Una vegada que s'acaba una capa, la superfície d'impressió baixa i el procés es torna a repetir.
Pots utilitzar aquesta tecnologia d'impressió 3D amb ceràmica, metall, sorra o plàstic.
Aquest tipus d'impressores 3D té un gran avantatge: pots imprimir a tot color agregant pigments a l'aglutinant (normalment cien, magenta, groc, negre i blanc). Aquest aspecte ho va convertir en el mètode preferit per als populars selfies 3D. L'inconvenient que presenta aquest mètode és que perilla la integritat estructural dels objectes. No obtindràs impressions d'alta resolució i resistents, però hi ha algunes excepcions.
Podemos observar avanços en aquest tipus de tecnologia d'impressió 3D. En 2016, Hewlett-Packard va presentar la tecnologia "Multijet Fusion" (MJF) que pretén portar la tecnologia d'injecció d'aglutinant al següent nivell.
El funcionament és senzill, desplega una capa de material imprimible en 3D. Tot seguit, va injectant tinta tèrmica de dreta a esquerra, dipositant en tot l'àrea de treball dos agents químics: agent fundent, per crear una capa sòlida del material; i agent de detall, per determinar l'estructura de la capa que s'està creant. Finalment, s'aplica energia per catalitzador l'agent fundent, mentre que la pols impregnada amb l'agent de detall roman inert.
Aquest tipus d'impressora 3D pot usar-se per a la creació de prototips de forma ràpida i la fabricació a curt termini en les indústries automotriu, mèdica i aeroespacial. No obstant això, encara no s'ha establert l'abast total de les capacitats de MJF, ja que els agents de fusió més nous prometen oferir diferents propietats, com a impressió a tot color, conductivitat, resistència i reactivitat tèrmica.
- Injecció de material (MJ) / Moldeig a la cera perduda
La tecnologia d'injecció de material, més coneguda com “modelo a la cera perduda”, no va ser inventada per ningú en concret, sinó que es tracta d'una tècnica utilitzada per joiers des de fa segles. El modelo a la cera perduda (o fosa de precisió) és un procés de producció que principalment permet fabricar joies que es poden personalitzar de molt alta qualitat en diversos metalls. Però amb la impressió en 3D, finalment hi ha un procés per automatitzar el modelo a la cera perduda, i per a la majoria dels joiers ha suposat un gran avanç.
Per tant, s'ha convertit en el tipus de tecnologia d'impressió 3D més popular entre els professionals del sector de la joieria, i també d'aquells que volen experimentar amb motlles.
Hi ha diverses impressores 3D professionals com la «Wax Jet» de Statasys que utilitzen la tecnologia del modelo a la cera perduda. Per provar aquesta tècnica d'impressió 3D no és necessari comprar una impressora. Existeixen serveis d'impressió en 3D com Shapeways o Sculpteo que utilitzen màquines amb tecnologiaMJ o MJM per a aquesta tasca.
La cera fosa es diposita en capes sobre una plataforma d'alumini mitjançant diversos filtres que recorren l'àrea de construcció. A mesura que el material calent entra en la superfície d'impressió, es solidifica. En aquest cas, s'usa un tipus diferent de cera amb una temperatura de fusió baixa, la qual es diposita sota les parts que sobresurten del producte, actuant com a suport de l'estructura. Quan finalitza la impressió, es col·loca en un bany calent que fon el material de suport.
La cera emmotllable és molt fràgil i ha de manipular-se amb cura. Aquesta començarà a estovar-se al voltant dels 60 °C i es fondrà als 80 °C. Es deforma i afebleix lentament, així que t'aconsellem que siguis ràpid.
Si desitges experimentar amb el modelo a la cera perduda en una impressora FDM convencional, hauràs de provar el filament Moldlay.
Ara saps tot el necessari sobre els 9 tipus d'impressores 3D que s'utilitzen avui dia. Esperem que t'hàgim servit d'ajuda per entendre com funciona una impressora 3D i que amb tota aquesta informació puguis triar la impressora que més et convé.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada