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Impresión en 3D

Impresora 3D por estereolitografía que muestra el objeto tridimensional surgiendo del tanque de resina

La impresión en 3D, también denominada fabricación aditiva, es un proceso para hacer objetos tridimensionales a partir de un modelo digital fabricando el material sucesivamente capa por capa de una manera aditiva. Primero, se renderiza una representación 3D virtual del objeto utilizando diseño asistido por ordenador (CAD). Luego, el modelo se «rebana» en una serie de capas horizontales para convertir el diseño en un archivo STL (lenguaje de teselación estándar) que puede ser leído por la impresora 3D. Estos datos se transfieren luego a la impresora y se define la configuración de esta última. El objeto final se produce capa a capa. Cada capa se une y se acumula sobre la anterior.  

Debido a la capacidad de producir formas y estructuras muy complejas con gran precisión y repetibilidad a partir de una gama diversa de materiales, la impresión en 3D se utiliza para una amplia variedad de aplicaciones en los sectores aeroespacial, automovilístico, sanitario, alimentario, de la construcción, la moda, la joyería y la manufactura. Existen numerosas técnicas para imprimir en 3D objetos con diferentes propiedades mecánicas, térmicas y químicas a partir de materiales en estado fundido, líquido o en polvo.

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Entre las tecnologías de impresión en 3D más populares se encuentran:


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Modelado por deposición fundida (FDM).

El modelado por deposición fundida (FDM), también denominado fabricación con filamento fundido (FFF) o extrusión de material, es la tecnología de impresión en 3D más común y barata. Se calienta un carrete de filamento termoplástico (por ejemplo, PLA, ABS) hasta su punto de fusión y se extruye a través de una boquilla sobre una plataforma, donde el material fundido se enfría y solidifica. Esta tecnología se utiliza en el moldeado por inyección y la fabricación moderna de plásticos para productos listos para usar.

Polimerización de cubeta 

En la polimerización de cubeta se utiliza fotopolimerización para curar y solidificar la resina polimérica líquida. La estereolitografía (SL) fue el primer tipo de impresión en 3D que se desarrolló y comercializó utilizando este método. Una impresora de SL utiliza espejos colocados en los ejes X e Y para dirigir una haz de láser a través de una cubeta de resina y crear una sección transversal del objeto. En el procesamiento digital de luz (DLP) se utiliza un proyector con una pantalla LCD o una fuente de luz UV para emitir luz y crear cada capa. Este tipo de impresión en 3D con resina es rápida porque se expone una capa entera de una vez. En la estereolitografía enmascarada (MLA) se utiliza una serie de LED para hacer brillar la luz UV a través de la fotomáscara de una pantalla de cristal líquido (LCD).

Modelado por deposición fundida (FDM)

El modelado por deposición fundida (FDM), también denominado fabricación con filamento fundido (FFF) o extrusión de material, es la tecnología de impresión en 3D más común y barata. Se calienta un carrete de filamento termoplástico (por ejemplo, PLA, ABS) hasta su punto de fusión y se extruye a través de una boquilla sobre una plataforma, donde el material fundido se enfría y solidifica. Esta tecnología se utiliza en el moldeado por inyección y la fabricación moderna de plásticos para productos listos para usar.

Fusión de lecho de polvo 

En la fusión de lecho de polvo se curan selectivamente el polímero o los polvos metálicos con una fuente de energía térmica para crear un plástico sólido o un objeto de metal. Primero, se calienta el polvo hasta una temperatura inmediatamente inferior a su punto de fusión. A continuación, un rodillo distribuye una capa muy fina de polvo sobre la superficie del lecho de construcción antes de que pase un láser sobre la capa y la funda. Una vez completada una capa, el lecho de polvo se hunde incrementalmente para formar la siguiente capa. La sinterización selectiva por láser (SLS) sinteriza sucesivamente el polvo de polímero con un láser. La fusión selectiva por láser (SLM) implica la fusión completa del polvo metálico en vez de su sinterización. Otras formas de fusión del lecho de polvo metálico son la sinterización directa del metal por láser (DMLS) y la fusión por haz electrónico (EBM). 

Inyección

En la inyección de material se utiliza la tecnología de las impresoras de chorro de tinta para añadir diminutas gotitas de fotopolímeros o cera sobre una placa de construcción. Una luz ultravioleta (UV) cura simultáneamente las capas a medida que se van imprimiendo. La inyección de material (MJ) deposita el material de una manera en línea rápida en vez de hacerlo por puntos. Por consiguiente, pueden fabricarse objetos múltiples en una sola línea. Además, este método permite la impresión de diferentes materiales en el mismo objeto. En la tecnología de impresión en 3D de gota a demanda (DOD) se utiliza un conjunto de dos inyectores de tinta para depositar a la vez el material del objeto final y el material de soporte disoluble.






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