¿Qué es una Impresora 3D? – Tutorial Completo 2019

En términos sencillos, una Impresora 3D es una máquina o dispositivo que permite construir objetos tridimensionales usando el proceso de fabricación aditiva. Se requieren materiales de impresión 3D en distintas formas (filamentos plásticos, resina líquida, polvos, etc) formados a partir de polímeros y que luego son transformados en piezas sólidas.

Ahora.bien, ¿qué es fabricación aditiva? es importante dar un repaso para entender en qué consiste la impresión 3D.

Fabricación aditiva

La fabricación aditiva es un proceso de creación de piezas y objetos, así como el CNC (proceso de fabricación sustractiva) o la Inyección en moldes (proceso de fabricación formativa). En este caso, la fabricación aditiva es un proceso de creación de capas de material una sobre otra hasta que se forma un objeto sólido.

Es decir, el objeto es creado a partir de múltiples capas unidas entre sí una sobre otra.

que son las impresoras 3d

La fabricación aditiva es la base de funcionamiento de las impresoras 3D y, por eso, se suelen asociar ambos conceptos casi como sinónimos.

Cada impresora 3D tiene su forma de hacer la creación de las capas, lo cual depende de la tecnología de impresión empleada y del material de impresión usado. Para ello, demos un vistazo rápido de los distintos tipos de tecnologías de impresión 3D.

Tecnologías de Impresión 3D

Seguro has oído hablar de impresoras SLA, impresora 3D FFF o impresoras DIY, etc. La verdad que existen muchos tipos de impresoras y se pueden hacer diferentes tipos de clasificación sin embargo, lo mejor es organizarlo en función de las tecnologías de impresión en las cuales se basan cada una.

Según la ISO/ASTM 52900, las diferentes tecnologías de impresión se clasifican de la siguiente forma. Colocamos entre paréntesis las tecnologías de impresión asociadas.

  1. Extrusión de material (FDM/FFF)
  2. Polimerización VAT (SLA, DLP y LCD)
  3. Fusión de Polvo en cama (SLS, DMLS, SLM y EBM)
  4. Inyección de Material (MJ, PJ, DOD)
  5. Inyección de aglutinante (BJ)
  6. Deposición de Energía Directa (LENS, LBMD)
  7. Laminación de hojas (LOM, UAM))

Ahora daremos un resumen de cada tecnología para que entiendas mejor que son las impresoras 3D.

Impresora 3D de Extrusión de Material (FDM o FFF)

Estas Impresoras se encargan de fundir filamentos de polímeros termoplásticos y depositarlos capa por capa sobre una cama de impresión.

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Impresora 3D FFF. Imagen de 3dhubs.com

El extrusor es una parte fundamental de estas impresoras y que es el encargado de moverse a lo largo del área de impresión a medida que el filamento está siendo instruido por la boquilla.

Existen impresoras 3D FFF cartesianas y Delta y cada una puede tener modelos plug and play y DIY.

Existe una gran variedad de filamentos para distintos usos.

Estás impresoras permiten fabricar piezas duras y funcionales y se suelen usan para crear prototipos y en algunas aplicaciones no comercial (uso doméstico y educativo).

Impresora 3D de Polimerización VAT (SLA, DLP y LCD)

Estás impresoras 3D solidifican resina fotosensible líquida contenida en un tanque, usando una fuente de luz. La luz puede ser generada por un láser (SLA) o un proyector de luz digital (DLP). En ambos casos, la luz es dirigida hacia la zona de la resina donde se encuentra la cala de impresión para que puede ser curada (convertida en sólido).

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Impresora 3D de resina. Imagen de 3dhubs.com

En este caso, la cama de impresión se mueve en forma vertical para permitir la formación de la pieza. Impresoras Bottom-Up (las.más comunes actualmente) inician la fabricación en el fondo y van movimiento la cama de impresión hacia arriba hasta que la pieza es fabricada. Impresoras 3D Top-Down inician en la superficie de la resina y mueven la.cama de impresión durante el proceso de curado de cada capa.

Es recomendable siempre usar la resina de la marca específica de la impresora para lograr mejores resultados de impresión.

Estás impresoras pueden fabricar piezas con mayor precisión de hasta 0.15 mm, pero las piezas suelen ser menos robustas que las FDM.

Aplicaciones típicas para estas impresoras son: Piezas de joyería y Piezas dentales.

Estás impresoras se suelen usar tanto a nivel doméstico e industrial.

Impresora 3D de Fusión de polvo en cama (SLS, DMLS, SLM y EBM)

Las impresoras de este tipo usan una fuente de calor dirigido sobre una capa de polvo (polímeros o metales) para hacer sinterizar (fusionar) las partículas del polvo hasta formar una capa sólida. Las capas de polvo son colocadas sobre la cama de impresión usando una paleta esparcidora y la cama de impresión se desplaza hacia abajo una vez que una capa está lista.

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Impresora 3D SLS. Imagen de 3dhubs.com

Distintos tipos de polvos se pueden usar para distintas aplicaciones. Polvo de polímeros se usan con las impresoras SLS mientras que polvos de.metal se usan para las impresoras DMLS, SLM y EBM.

La fuente de calor varía dependiendo del tipo de impresora. Las impresoras SLS, DMLS y SLM usan un láser CO2 para crear el calor necesario para el sinterizado. Las impresoras EBM usan haces de electrones de alta energía para inducir la fusión entre las partículas del polvo.

Los polvos requeridos estas impresoras suelen ser vendidos por los mismos fabricantes de las impresoras. Además, estas impresoras suelen ser usadas a nivel industrial con muy poco uso a nivel doméstico debido a alto costo.

Estás impresoras 3D SLS se suelen usar para crear piezas funcionales de plástico debido a que son bastante resistentes y Piezas con agujeros.

Las impresoras DMLS, SLM y EBM suelen ser usadas en aplicaciones donde se requieren piezas de metal. Se suelen usar para fabricar coronas y puentes dentales, partes del cuerpo a medida del paciente, partes de vehículos y partes de aviones.

Impresora 3D de Inyección de Material (MJ, PJ y DOD)

Impresoras de interés de Material depositan gotas de resina fotosensible sobre una cama de impresión con posterior curado UV en forma lineal. Las gotas de resina son colocadas sobre la cama de impresión por medio de una cabeza de impresión que sigue el área definida en el firmware. Está cabeza de impresión también posee la fuente de luz UV para solidificación.

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Impresora 3D de Inyección de Material. Imagen de 3dhubs.com

El haz de luz es pasado sobre las gotas de resina depositadas en forma de escáner permitiendo un curado más eficiente que en el caso del curado con láser.

Una vez que se culmina una capa, la plataforma de fabricación se desplaza hacia abajo para permitir la creación de la nueva capa.

El material soporte es depositado al mismo tiempo que el material de impresión y está formado por un material disolvente que es removido una vez extraída la pieza impresa.

Las impresoras DOD (Drop on Demand) tienen 2 cabezas de impresión lo cual permite imprimir el material de impresión por un lado y el material disolvente por otro.

Estás Impresoras suelen ser usadas en entornos industriales para imprimir prototipos visuales a full color, partes del cuerpo humano o prototipos de moldes de inyección.

Impresora 3D de Inyección de Aglutinante (BJ)

Estas Impresoras 3D depositan gotas de material aglutinante sobre capas de polvo haciendo que las partículas de dicho polvo se unan formando la pieza solida.

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Impresora 3D Binder Jetting. Imagen de 3dhubs.com

Las capas de polvo son depositadas sobre la cama de fabricación de forma similar a las impresoras de fusión de polvo, usando una paleta esparcidora.

En este caso, la unión de las partículas se logra gracias al agente aglutinante que suele ser depositado con un extrusor en movimiento sobre el área de impresión. El agente aglutinante es características específicas para cada marca de impresora.

Una vez que la capa es creada, la cama de impresión se mueve hacia abajo para permitir la impresión de la siguiente capa.

Con estas impresoras 3D se pueden imprimir objetos a partir de polvos PMMA (plaster-based) que logran impresiones a full color a partir de polvos de arenisca. Estás impresoras de arenisca suelen usar 2 cabezas de impresión: una para imprimir el agente Aglutinante y la otra para imprimir la tinta.

También se pueden imprimir moldes y núcleos de arena que pueden usar silica como reemplazo del polvo de arenisca.

Otros tipos de impresoras permiten imprimir en metal en cuyo caso se usa polvo metálico y un agente aglutinante especial para dicho metal.

Entre las aplicaciones de estas impresoras tenemos: objetos a full color, Piezas de metal funcionales y modelado en arena.

¿Para qué sirve una impresora 3D?

Las impresoras 3D son usadas para la fabricación de distintos tipos de piezas y partes en distintas industrias de nuestro mundo actual. El sector aeroespacial, automotriz, la medicina y arquitectura son algunos ejemplos de los sectores beneficiados.

La mayor ventaja de las Impresoras 3D es que permiten fabricar objetos de cualquier tipo de geometría, siempre y cuando se sigan ciertas consideraciones de diseño.

Por otro lado, las impresoras 3D son cada días más económicas tanto a nivel industrial como doméstico, haciendo que todos tengamos acceso a ellas. Además. no hay necesidad de adquirir herramientas complejas para fabricar con una impresora 3D.

que es la impresora 3d y como funciona

Hay que tener en cuenta que las impresoras 3D no son aptas para fabricación en cadena (a diferencia de CNC o inyección en molde), ya que cada pieza fabricada será ligeramente distinta del resto aunque sea en mínimo grado.

Con todo esto en cuenta, las impresoras 3D han ganado importancia en la fabricación de piezas a medida y especiales o en la fabricación en lotes pequeños.

¿Para que se utiliza la impresora 3D?

  • La creación de prototipos es el uso más prominente de las impresoras 3D. La Impresora 3D FFF es una excelente elección de bajo costo para empezar a crear tus primeras piezas en 3D y desarrollar tus prototipos a nivel educativo y comercial.
  • Las maquetas de tus proyectos de arquitectura hacen uso intensivo de las impresoras 3D, ya que puedes imprimir a medida y con gran precisión todos los elementos que forman tu objeto arquitectónico.
  • Si quieres reemplazar una pieza de tu auto dañada, solo debes hacer un diseño de esta e imprimirla. A nivel industrial se pueden crear reemplazos con buena precision de partes especiales.
  • Cualquier pieza pequeña de plástico no critica y que no requiera una alta precisión se puede lograr con una impresora 3D. Tal es el caso de las tapas de todo tipo, cajas para equipos electrónicos, botellas plásticas, accesorios para el hogar y el baño, juguetes plásticos, etc.
  • Partes y objetos para plomería, jardinería, deportes, talleres y cualquier cosa que te puedas imaginar lo puedes hacer con una impresora 3D.
  • Se pueden crear herramientas, moldes y partes de la misma impresora 3D para mejorar su construcción o ampliar su espacio.
  • ¿Necesitas una prótesis dental? Las impresoras 3D de resina se usan para desarrollar puentes y coronas a medida del paciente. Solo se toman las medidas correspondientes de la boca y en poco tiempo ya tienes una prótesis perfecta.
  • También se pueden crear piezas de metal complejas y a medida gracias a las impresoras de metal. Partes no críticas de un avión o piezas de bicicletas, motos y autos se pueden imprimir en 3D.

Las impresoras 3D pueden imprimir en muchos tipos de materiales: metal, plástico, arenisca e incluso comida!!!. Solo debes tener en cuenta de escoger el tipo de impresora 3D que más se adecua a las necesidades de tu proyecto.

Si no tienes una empresa y quieres empezar con poco presupuesto, lo más probable es que tengas que usar impresoras de Resina (Polimerización VAT) o Impresoras de filamento (Extrusión de Material). Pero cada impresora tiene sus características particulares.

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