El dispositivo y el principio de funcionamiento de la impresora 3D, los principales métodos y tipos de impresión 3D.

Actualmente, la tecnología de impresión 3D se usa cada vez más para crear elementos decorativos, piezas de máquinas y aparatos, y varias unidades funcionales. Y los desarrollos más relevantes le permiten imprimir edificios enteros e incluso órganos y prótesis para humanos. Al mismo tiempo, en el mercado puede encontrar impresoras a partir de varios cientos de dólares, para uso doméstico y decenas de miles de dólares, para uso industrial. En este artículo, cubriremos información básica sobre los tipos y el diseño de una impresora 3D.

Especie

El concepto de impresión 3D no es tan claro. Se divide en muchos tipos, que difieren en el principio de formar un objeto imprimible y los materiales utilizados para ello. Como son

Impresión FDM (modelado de deposición fundida) - Esta es la forma más común de obtener objetos volumétricos en la vida cotidiana, respectivamente, y la opción más barata para la impresión volumétrica. En este caso, la impresora 3D imprime la pieza con plástico fundido. Los plásticos más utilizados son PLA y ABS. El grosor de 1 capa de impresión es en promedio entre 50-100 micras (en la mayoría de los modelos). En qué consiste esta impresora lo consideraremos más adelante.

Impresión SLA (estereolitografía láser) - Suena como "litografía estéreo". La instalación para este tipo de impresión 3D consiste en un láser (este es un cuerpo de fijación que se mueve a lo largo de las varillas con la ayuda de motores) de la base sobre la cual se imprimen la parte y las bañeras con fotopolímeros líquidos. El principio de funcionamiento es el uso de palabras de fotopolímero como material.

El láser dibuja en resina cada capa del futuro objeto. Después de cada capa, la plataforma de trabajo se sumerge en un baño con un fotopolímero a una profundidad igual al grosor de la siguiente capa. La interacción del rayo láser y el fotopolímero se endurece en los lugares donde el rayo láser golpea su superficie.

Este método le permite lograr resultados precisos, y el espesor de la capa puede alcanzar tan poco como 15 micras. Esto permite el uso de estereolitografía para fines médicos (odontología) y joyería. La tecnología SLA no requiere la impresión de elementos de soporte, y después de imprimir el producto se sumerge en un baño con soluciones para limpiar el modelo. La etapa final es la irradiación ultravioleta para la fijación completa de fotopolímeros. La principal desventaja es el alto costo de las impresoras y los suministros, lo que hace que sea inapropiado usarlo en casa.

Tecnología SLS: sinterización selectiva por láser. Una capa de polvo se alimenta a la superficie de trabajo, dependiendo de la tarea: puede ser metal, plástico e incluso cerámica y vidrio, después de lo cual el área de la capa de la parte futura se procesa con un láser, luego se baja la plataforma y se repite el proceso. Recuerda SLA, por el principio de acción. Al final del proceso, se requiere un tratamiento térmico del elemento. Tampoco es adecuado para uso doméstico y es costoso.

Fusión de haz de electrones o tecnología EBM. Se diferencia de la tecnología anterior en que el polvo de metal se funde por un haz de electrones en el vacío, y el resultado no requiere tratamiento térmico.

SLM - fusión láser selectiva, funciona solo con polvos metálicos, de acuerdo con el principio de funcionamiento, es similar al SLS, pero, como en EBM, no se requiere un tratamiento térmico final.

3Dp - La diferencia con los anteriores es que el material de trabajo no se funde, sino que se aplican capas de pegamento mediante impresión de inyección de tinta. De esta manera, es posible la impresión 3D en color.

Impresora 3D FDM

La impresión con tecnología FDM es la más común entre los aficionados y para resolver muchas tareas profesionales. El mismo método es uno de los más antiguos. Por lo tanto, examinaremos con más detalle exactamente el tipo de impresión por volumen que es adecuada para el hogar y el taller.

Dispositivo y características

Una impresora 3D que imprime con plástico con tecnología FDM consta de:

1. La superficie de trabajo, a menudo llamada plataforma. Se puede calentar.

2. Una extrusora, en términos simples, es un cabezal de impresión.Tiene un mecanismo de archivo de plástico, calentadores y boquillas de impresión.

3. El mecanismo de movimiento de la extrusora a lo largo de los ejes. Consiste en varillas, un eje helicoidal y motores, por ejemplo, pisar.

Dependiendo del diseño de la impresora, tanto la extrusora como la superficie de trabajo pueden moverse a lo largo del eje vertical (eje Z), y también pueden moverse a lo largo del eje Y. La extrusora se mueve a lo largo de los ejes horizontales.

Nota:

Se crea un modelo 3D para imprimir con cualquier tipo de impresora 3D, pero no se puede cargar en la impresora para imprimir. Antes de esto, se procesa el modelo, el llamado Código G. El significado de esta acción es dividir el modelo en capas y formar trayectorias a lo largo de las cuales se moverá el extrusor (u otro elemento de impresión, dependiendo de la tecnología).

Al imprimir, se utilizan plásticos ABS y PLA. Dependiendo de la complejidad del dispositivo, la extrusora puede contener dos boquillas y más: una para imprimir piezas con material básico y la otra para imprimir soportes de soporte (soportes).

Se necesitan soportes para sostener las piezas que cuelgan en el aire para que no se hundan durante el enfriamiento y la solidificación. Una vez completada la impresión, se retiran las patas de soporte.

Una versión simplificada de la impresora 3D es Bolígrafo 3D. De hecho, es una extrusora que tú mismo mueves tu mano. Aunque es un juguete para niños, es un producto maravilloso para el entretenimiento y la familiarización con la tecnología, y si tiene habilidades artísticas, seguramente podrá crear una hermosa decoración para el hogar.

Caracteristicas

Al elegir una impresora 3D, debe tener en cuenta varias características, entre ellas:

• Qué materiales imprime el dispositivo, aunque los modelos más comunes admiten la impresión con dos tipos de plásticos: ABS y PLA, pero aún prestan atención a este problema al comprar.

• Resolución de impresión: la calidad y la precisión de la pieza dependen del grosor de la capa. Un grosor de capa de 50 micras se considera excelente y a 100, más que bueno.

• Velocidad de impresión: más dependiente de la resolución de impresión.

Importante:

Dado que la pieza está impresa en capas, recuerde que su superficie será rugosa y sin brillo, y su resistencia a la fractura será mucho menor que la de los productos sólidos. La altura (grosor, como prefiera) de la capa depende de qué tan rugosa resulte la pieza. Por otro lado, cuanto más delgada sea la capa, más tiempo se dedicará a la impresión y más pasadas realizará el extrusor, aumentará la carga en todos los elementos de la impresora.

• Dimensiones del área de impresión: este problema puede convertirse en un obstáculo en la elección de un modelo en particular. No puede imprimir el producto más que el área imprimible. Está limitado por el ancho, la profundidad y la altura, en otras palabras, los ejes X, Y y Z.

En algunos casos, por ejemplo, para impresoras delta, se indican el diámetro y la altura del área de impresión, ya que tiene una forma cilíndrica (consulte la figura a continuación).

Conclusión

En este artículo, abordamos preguntas generales sobre impresoras 3D e impresión en general, si está interesado en algún tema específico con más detalle, escriba sobre esto en los comentarios y le informaremos sobre ellos.