Maquinaria

¿Qué son las impresoras 3D?

Las impresoras 3D son máquinas de control numérico. Gracias a ellas podemos crear objetos en tres dimensiones a partir de un diseño previo en ordenador. Dependiendo de la impresora 3D y la configuración que le demos a la pieza, el objeto 3D va a tener un volumen y textura diferente.

Los usos actuales mas extendidos de las impresoras 3D son: medicina, ingeniería, arquitectura, alimentación, educación, etc.

Ventajas y desventajas de tener una impresora 3D

Las impresoras 3D revolucionaron el mercado y lo siguen haciendo, aunque parezca que su uso es limitado para determinados sectores, cada vez hay mas estudios sobre el gran fomento que supone esta tecnología para la economía y para ramas como la educación. Hacemos hincapié en la educación porque es un aprendizaje del que se disfruta en todas las edades. La razón principal es que la mejor forma de aprender es practicando, y con la impresora 3D esto se hace y mucho. Gracias a ellas vamos a ver los objetos con una perspectiva geométrica y vamos a ser capaces de hacer cálculos cada vez mas rápidos.

Ventajas de tener una impresora 3D:

• Aprender una tecnología nueva que cada vez será mas cotidiana.
• Conseguir piezas o recambios a bajo coste.
• Ayuda al medio ambiente al poder reciclar aparatos creando recambios.
• Fomentar la imaginación.
• Crear prototipos o diseños.
• Aprender geometría y otras áreas de conocimiento sin darnos cuenta.
• Aprender el comportamiento de determinados materiales.
• Facilidad de uso.
• Nuevas formas de trabajar de forma profesional.

Desventajas de tener una impresora 3D:

• Su uso requiere ordenador
• Su uso requiere instalación previa de software de laminado o slicer (muchos son gratuitos)
• Requiere un mantenimiento mínimo de limpieza

¿Qué tipo de impresoras 3D hay en el mercado?

Hay muchos tipos de impresoras 3D, hay comerciales y también, como las que hacemos en Createc, hechas o creadas para cubrir necesidades específicas. Las impresoras 3D que mas se venden son aquellas que crean figuras o piezas con materiales plásticos o con resina. Pero existen mas impresoras, hay impresoras que imprimen tejido humano, carne, hormigón, chocolate, cerámicas y un largo etc.

Nosotros nos vamos a centrar en las impresoras 3D mas comerciales, esto es, las de filamentos plásticos y resinas. 

¿Qué son las impresoras 3D FFF o FDM?

Estas impresoras son conocidas como Impresoras 3D de fabricación por filamento fundido. Su funcionamiento se basa en empujar el filamento hasta un bloque o fusor que está caliente. Este bloque funde el plástico y la impresora lo va depositando sobre una superficie o cama caliente capa a capa con la forma de la pieza. La impresora 3D irá capa a capa depositando el plástico fundido hasta crear la pieza.

Esta foto de Ultimaker refleja (de forma exagerada) la formación de una pieza 3D por capas:

Podemos encontrar de varios tipos de impresoras FFF o FDM según sean sus movimientos:

Cartesiana	Delta	Polar	Brazo

También podemos encontrar las impresoras 3D cerradas como las famosas Ultimaker. 

¿En qué fijarse para elegir una buena Impresora 3D tipo FFF?

• Si es una impresora 3D abierta o cerrada. Las impresoras 3D mas económicas suelen ser abiertas. Tenemos que pensar en las piezas que queremos crear y en los materiales que vamos a usar. Las impresoras 3D cerradas protegerán a la pieza 3D de los contrastes térmicos, algo muy demandado cuando se usan plásticos como el ABS que necesitan una temperatura estable en el ambiente de la estancia donde se está imprimiendo.
• Tipo de hotend / extrusor / fusor. Si es extrusión directa o bowden. La extrusión bowden coge el plástico desde mas lejos. Si usamos un material flexible con bowden tenemos un problema ya que al ser un material blando, los engranajes puede que no hagan llegar el filamento con fuerza al extrusor, perdiendo la fuerza conforme hacen el recorrido por el tubo ptfe. 

• Temperatura que puede alcanzar el hotend / extrusor o fusor. La temperatura que pueda alcanzar el fusor nos dirá los materiales con los que vamos a poder trabajar. Normalmente son usados el PLA, ABS, PETG, o Flexible ya que reúnen una propiedades físicas y mecánicas que lo hacen completos. Con una temperatura que alcance hasta los 250 grados vas a poder imprimir los filamentos mas usados. Si quieres tener una impresora 3D que imprima materiales más técnicos debes asegurarte que las partes de la impresora soportarán esas temperaturas elevadas.
• Temperatura de la base de impresión. Algunos plásticos necesitan que la cama o superficie se caliente para quedarse adheridos y que la pieza no sufra imperfecciones. Esto es así porque si durante la impresión de una pieza 3D esta se mueve, se pierden los puntos donde hay que depositar el plástico y el resultado es… una maraña de plástico. El ABS es un ejemplo, necesita que sus primeras capas se quedan bien pegada a la cama caliente para que, conforme vaya enfriándose la capa mas pegada a la superficie ésta no se despegue.
• Recambios. Algunas impresoras 3D tienen un acceso difícil para cambiar o sustituir algunas partes. Las boquillas (también conocidas por nozzle) son un buen ejemplo. Las boquillas es la última parte del fusor, por donde sale el plástico fundido. Pueden sufrir atascos o podemos querer cambiar y jugar con sus diámetros. Es importante saber la dificultad de su sustitución.
• Chasis. Cuando hablamos de chasis hablamos de la estructura de la impresora 3D. Es bueno que sea robusta. La impresora 3D funciona moviendo sus ejes para crear la pieza, si ésta tiene una estructura robusta no habrá muchas vibraciones pero si no es así la pieza puede albergar en el resultado las vibraciones que no hemos evitado.
• Volumen de impresión. Aunque las piezas grandes se pueden partir en varias partes y luego pegarlas es bueno que miremos qué tamaño máximo podremos sacar con nuestra impresora 3D. El tamaño de la cama o superficie junto con la altura nos lo dirá. Recomendamos que a esas medidas le restemos un centímetro o dos.

Ventaja impresora 3D FFF:

• Gran variedad de materiales. Los fabricantes cada vez se especializan mas y, según el uso que le quieras dar a la pieza, podrás elegir entre una gran variedad de materiales con diferentes propiedades físicas y mecánicas.
• Precios económicos. Al ser una de las impresoras mas demandadas la oferta es elevada y los precios bajan.
• Buenos resultados. El bajo coste no atañe a la calidad de la pieza ya que los nuevos modelos cada vez crean impresoras con mejores resultados
• Facilidad de uso. Su uso es muy intuitivo. Las impresoras 3D en sus comienzos requerían paciencia y dedicación esto ya no es así.

Desventaja impresora 3D FFF:

• Requiere uso de ordenador e instalación de software. Los programas de laminados mas usados son gratuitos, pero antes de imprimir la pieza necesitas configurarla metiéndoles unos cuantos parámetros esenciales.
• Para una pieza pulida sin marcas de capas o totalmente lisa se requiere un post procesamiento.

¿Qué son las impresoras de resina?

Son impresoras 3D que usan una cubeta rellena de resina o material y según su tipo creará la pieza con la incidencia sobre ella de un láser que irá creando la pieza por endurecimiento de la resina.

¿Qué diferencia hay entre las impresoras SLA y DLP ?

Ambas impresoras 3D se caracterizan por trabajar con una cubeta de resina con un base transparente donde se proyectará un haz de láser. ¿La diferencia?

• Esterolitografía (conocida con las siglas SLA). Estas impresoras 3D funcionan moldeando el objeto capa a capa.
• Procesamiento digital de la luz (conocida con las siglas DLP). La diferencia es que no usa la misma fuente de luz que las impresoras 3D SLA. Las impresoras 3D DLP usan una pantalla de proyección digital, esto consigue emitir de la capa de forma más rápida. Las capas tridimensionales que se forman son conocidas como vóxeles y son como pequeños ladrillos rectangulares.

Ventaja impresora 3D de resina:

• Piezas con buenos acabados. Alta resolución.
• Piezas que necesitan poco post-procesado
• No son comunes los atascos

Desventaja impresora 3D de resina:

• La resina es menos económica que los filamentos plásticos
• Olor y Toxicidad
• Limpieza continua de la impresora. Tras la impresión es bueno realizar una correcta limpieza del contenedor de resina.
• Puede llegar a requerir el uso de una maquina para el secado o curación de la pieza

Existen mas formas de crear piezas 3D con impresoras 3D, te hemos contado y hablado de las que tienen un uso mas cotidiano y con salida profesional. Pero, existen mas tipos, como, por ejemplo, las impresoras de sintetización selectiva por láser. En estas impresoras llenaremos una cubeta con el material que queremos usar (pueden ser materiales plásticos, cerámicos, metálicos etc, en polvo o de otro tipo) y un láser incidirá sobre los parámetros indicados, fundiendo y solidificando el material. Los resultados son precisos y muy buenos.

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Fuentes:

• La Vanguardia
• Diario de Navarra
• Imprimalia 3D
• El español
• Ultimaker