Cómo funciona una impresora 3D. La impresora 3D es una máquina que está a punto de invadir la industria tradicional para crear un nuevo tipo de industria, que muchos llaman la industria colaborativa. ¿Cómo funciona una impresora 3D y por qué este procedimiento es tan revolucionario?

Cómo funciona una impresora 3D: pequeño tutorial

Principio de impresión 3D

En primer lugar, debemos entender que la impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva, en contraste con los procesos de fabricación convencionales, que son sustractivos. Un carpintero crea una pieza funcional de madera quitando material de un bloque masivo de madera. Así como un conductor crea una pieza de metal moldeando una pieza de metal más grande, en volumen y peso, que la pieza final. A diferencia de estos métodos, la impresión 3D funciona mediante la adición localizada de materia para crear solo la parte funcional final. Casi no hay pérdida de materia prima (aparte de los soportes).

Concretamente, ¿cómo funcionan las máquinas de impresión 3D? Para fabricar una pieza física en tres dimensiones, todas las máquinas tienen una placa de soporte para imprimir la pieza y una boquilla o un cabezal de impresión que se mueve en un plano, para imprimir el material. Por lo tanto, la máquina imprime, en un solo plano, en cada fase y es la pila de estos planos la que crea el volumen de la parte impresa.

Nota: en general, para procesos que utilizan luz UV o láser, el cabezal de impresión es fijo.

Tipos principales e impresión 3D

FDM

El método más común es FDM (Modelado de deposición fundida), que consiste en depositar un filamento de plástico fundido en el medio impreso o en la parte que se imprime. Una boquilla que se mueve en un plano extrae un filamento de plástico fundido caliente, que se deposita al fusionarse con la capa anterior. La mayoría de las impresoras 3D usan este método. Cuando se usan plásticos PLA o ABS, permiten la creación rápida de prototipos o la producción de piezas funcionales para bricolaje, decoración o fabricación de modelos.

SLA

Este método comienza a tocar al público en general, con impresoras como Projet 1200 o Formlab que, a pesar de estar dirigidas al sector profesional, también son accesibles para las personas. Este método SLA para “Aparato de estereolitografía” mezcla una resina fotosensible líquida con el haz de luz ultravioleta para solidificar la resina. En cada capa de impresión, la máquina expone la resina líquida a los rayos UV, que se solidifica y luego se suelda a la capa de resina anterior. Este procedimiento se ha utilizado en odontología y en el sector de la joyería durante algunos años.

SLS

Este proceso todavía se limita al sector industrial, ya que implica una implementación y costos significativos para un individuo. El método SLS (Selective Laser Sintering) utiliza un rayo láser para fundir el polvo que se soldará a la capa anterior. Esta tecnología permite trabajar tanto con cera como con metales, y las primeras piezas metálicas funcionales de la industria se fabrican a través de este proceso.

Cómo imprime una impresora 3D

A diferencia de los centros de mecanizado utilizados en la industria, las impresoras 3D no se prueban manualmente, funcionan exclusivamente de forma autónoma. La parte a fabricar se modela, en primer lugar, con el software DAC (diseño asistido por Pc).

El archivo 3D de la parte es procesado por un software de «corte», que lo cortará en rodajas, donde cada corte representa una vista diferente de la parte modelada. Obviamente, cuantas más capas de impresión, más superficie de la pieza será de buena calidad y suave. Este archivo STL se envía a la impresora 3D, que imprimirá sucesivamente todas las capas de la pieza para llegar al modelo físico completo.

El proceso de impresión 3D en joyería.

La producción de la pieza mediante el proceso de impresión 3D comienza con el modelado computacional de un modelo.

El modelo 3D del anillo se guarda en formato STL antes de enviarse a un software de interfaz de impresora 3D. Este software le permite colocar la pieza en la bandeja de impresión de la máquina y colocar el material de impresión para la pieza. Puede elegir la posición de la pieza en la bandeja de impresión y definir el número, el tamaño y la ubicación del material de impresión.

Este software de control de impresora 3D cortará el entorno de la bandeja de impresión (partes y soportes) en rodajas y las enviará a la máquina de impresión 3D, que las imprimirá sucesivamente.

Luego, la parte impresa se separa de sus soportes para continuar el proceso de fabricación correspondiente.

Los costos de una impresora 3D

Al comprar una impresora 3D, la comparación de las máquinas no debe limitarse al precio. Estas impresoras requieren consumibles que pueden ser costosos, con tarifas que no aparecen en el momento de la compra. En términos de impresoras tipo FDM, por ejemplo, aunque usan materias primas baratas, los cartuchos de recarga pueden ser mucho más caros que el precio vendido por el fabricante, lo que limita la posibilidad de comprar a otro proveedor integrando chips electrónicos en el cartucho, como los cartuchos de tinta de las impresoras tradicionales.

En cuanto a las impresoras 3D FDM, recuerde verificar si el dispositivo acepta materiales de otro proveedor y comparar el precio por kilo de recargas, según los modelos de impresora.

Para las impresoras de tipo SLA, el costo de las resinas puede variar de 200 a 1.300 euros por litro, dependiendo del uso, de ocio o profesional, de dichas resinas. También en este caso, algunos fabricantes obligan a sus clientes a usar su resina integrando un chip en las recargas de la máquina.

Una impresora como Formlab cree en aceptar resinas de otros proveedores para construir su éxito (foto de origen). Por otro lado, Formlab necesita cambiar la bandeja de impresión regularmente, lo que genera un cierto costo, mientras que Project 1200, con el uso de cartuchos reemplazables, evita este pequeño problema: