Impresora 3D

Una impresora 3D es capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas mediante la compactación de un polvo que se va depositando en un contenedor. Surgen con la idea de convertir archivos CAD en prototipos reales. Son muy adecuadas para la matricería, la prefabricación de piezas o componentes, por lo que resultan muy útiles en sectores como la arquitectura o el diseño industrial.

Funcionamiento

Impresoras a base de polvos-composites

El proceso de impresión consiste fundamentalmente en ir creando el prototipo capa a capa, de abajo a arriba. Se deposita una capa de polvo y se compacta la zona deseada, repitiéndose el proceso, colocando capas una encima de otra, hasta completar la pieza. Según el método empleado para la compactación del polvo se pueden clasificar en:

• Impresoras 3D de tinta: Utilizan una tinta aglomerante para compactar el polvo. El uso de una tinta permite la impresión en diferentes colores.
• Impresoras 3D láser: Un láser transfiere energía al polvo haciendo que se polimerice. Después se sumerge en un líquido que hace que las zonas polimerizadas se solidifiquen.

Una vez impresas todas las capas sólo hay que sacar la pieza. Con ayuda de un aspirador se retira el polvo sobrante que se reutilizará en futuras impresiones.

En el caso de las impresoras de tinta, el polvo composite utilizado puede ser a base de escayola o celulosa (el más común es el de escayola). El resultado es bastante frágil, por lo que conviene someter la pieza a una infiltración a base de cianocrilato o epoxis para darle la dureza necesaria. Las piezas hechas con polvo de celulosa pueden infiltrarse con un elastómero para conseguir piezas flexibles. La ventaja es que es un método más rápido y económico, aunque las piezas son más frágiles.

En el caso de las impresoras de láser, al acabar el proceso de impresión, debe de esperarse un tiempo para que el material acabe de polimerizar. Después ya se puede manipular la pieza. La ventaja es que las piezas son más resistentes, aunque el proceso es más lento y más costoso.

Impresoras que inyectan polímeros:

Otra tecnología de impresión 3D funciona inyectando resinas en estado líquido y curándolas con luz ultravioleta. Se trata de fotopolímeros de base acrílica con diferentes propiedades físico-mecánicas: variedad de flexibilidades, elongación a rotura, resistencia, colores, etc. Se caracteriza por su precisión y acabado de superficie, lo que hace que su aplicación en matricería resulte muy adecuada. Las piezas están totalmente curadas al terminar la impresión y no hay tiempo de espera, aunque hay que retirar soportes de impresión con un chorro de agua a presión. Esta tecnología ha sido la primera en lograr inyectar dos materiales diferentes en una misma impresión, permitiendo la creación de materiales digitales con propiedades "a la carta". La ventaja de esta tecnología son piezas de gran calidad, aunque resulta algo más costosa.

Impresoras que imprimen incluso a color: Se trata de máquinas más evolucionadas en las que las capas se aglutinan con un líquido mezclado con tinta de manera que las piezas se obtienen incluso a color, con una capacidad de 2^24 colores diferentes. Los ficheros que contienen los datos de estas piezas son como los stl, triángulos, que además incorporan la característica del color en cada triángulo, de manera que la impresión de texturas es también totalmente factible siempre que el triangulado del fichero stl sea lo suficientemente pequeño. Esta tecnología es relativamente reciente y por tanto incorpora ventajas inherentes a ello como sencillez de manejo, fiabilidad, ambiente limpio de trabajo, por citar algunas.

Prestaciones

El área de impresión suele ser aproximadamente varía según el modelo de impresora entre 20x25 cm y 50 x 40 cm, con una altura máxima normalmente de unos 20cm. Estas máquinas dependiendo de la TECNOLOGÍA A UTILIZAR, son capaces de imprimir a mayor o menor velocidad, estando esto muy relacionado con el espesor de capa con el que trabaje.

En el caso de la impresora ZPrinter, que endurecen composites a base de escayola o celuloda, se trabaja con capas de entre 0,089 y 0.203 mm , a una resolución de los ejes X e Y de 300x450 dpi. Esto se traduce en una velocidad de impresión de entre 2-3 cm verticales, dependiendo de la geometría de las piezas, de si es color o monocromo o de lo que se haya llenado la cubeta. El precio de las ZPrinter está por encima de los 20.000€ en su versión más económica, lo que las sitúa muy lejos todavía del mercado de consumo, pero sí resultan una herramienta rentable en el plano profesional.

En el caso de las impresoras Eden, que inyectan fotopolímeros, los espesores de capa son muy finos: de 0,016 o de 0,030 mm, y a una resolución en los ejes X e Y de 600x600 dpi. Esto se traduce en una gran definición de detalle y acabado de superficie liso y una velocidad de impresión de aproximadamente 2 cm verticales por hora, dependiendo de lo grande que sea la pieza. Su precio está por encima de los 60.000 € y su aportación y rentabilidad en el sector del desarrollo de productos es indiscutible.

Enlaces externos

• Ejemplos de Impresoras 3D y sus diferentes aplicaciones en el mercado