Impresión 3D: fundamentos y funcionamiento
La impresión 3D suena a ciencia ficción para muchos, pero millones de impresoras 3D de escritorio ya están en sótanos de hobby, oficinas y escuelas en uso. Este artículo ofrece una introducción al mundo de la impresión 3D.
Quelle: Representación propia
Fundamentos de la impresión 3D
La impresión 3D es un proceso en el que un objeto se construye capa por capa, en lugar de fresarse a partir de un bloque. También se habla de Fabricación aditiva. Para la impresión 3D se necesita un modelo 3D digital, una impresora 3D y material, normalmente filamento de plástico o resina líquida. La impresora divide virtualmente el modelo digital en capas delgadas y lo reconstruye físicamente capa por capa.
La técnica más común: FDM (impresión por filamento)
Para principiantes es FDM (Modelado por Deposición Fundida) la tecnología más relevante. Las impresoras FDM son las impresoras 3D más utilizadas en todo el mundo, ya que son económicas y relativamente fáciles de usar.
Así funciona la FDM:
- Se introduce una bobina de filamento (p. ej. PLA).
- El filamento se calienta en una boquilla hasta volverse blando.
- La boquilla se desplaza sobre la cama de impresión y aplica la primera capa.
- La cama de impresión desciende (o la cabeza de impresión se eleva), y se aplica la siguiente capa.
- Al final se obtiene un objeto 3D sólido.
Una impresora FDM puede entenderse como un bolígrafo de pegamento caliente preciso y automatizado.
Quelle: 3d-drucker-test.eu
Construcción de una impresora FDM 3D: Aquí están los componentes esenciales de una Ultimaker 2.
Otros procesos de impresión en breve.
- SLA / DLP / MSLA (Resin-Druck): En este proceso, la resina líquida se endurece con luz. Las ventajas son detalles extremadamente finos, ideales para miniaturas y figuras. Las desventajas son el manejo de la resina, el postproceso con alcohol y luz UV, así como el olor. (Formlabs)
- SLS / MJF (Pulverdruck): El polvo (plástico o metal) se une mediante láser o calor. Estos procesos están más bien en el ámbito industrial y profesional. (Sinterit 3D Drucker und Zubehör)
Para el típico inicio en casa, el FDM sigue siendo la opción preferida.
¿Qué materiales existen?
Para empezar, dos materiales son especialmente relevantes:
- PLA: Un plástico biobasado, hecho a menudo de almidón de maíz. Se imprime muy fácilmente y es ideal para figuras, decoraciones, soportes y prototipos.
- PETG: Un poco más elástico y resistente a la temperatura que el PLA. Muy adecuado para piezas que deben soportar cargas, como por ejemplo soportes para exteriores.
Otros materiales como ABS o TPU (flexible) están disponibles, pero con PLA la mayoría de proyectos para principiantes se pueden realizar. (weerg.com)
Inicio en la impresión 3D
Para empezar con la impresión 3D se necesitan algunas cosas básicas:
1. Una impresora 3D para principiantes (FDM)
Características típicas de los modelos para principiantes son:
- Rango de impresión de aproximadamente 220 × 220 × 250 mm.
- Diseño abierto o carcasa semiabierta.
- Nivelación automática o semiautomática de la cama. Compatibilidad con PLA, y a menudo también PETG. (3DJake Schweiz)
2. Filamento (PLA)
Un rollo de filamento PLA es suficiente para muchos proyectos pequeños. Más tarde se pueden probar diferentes colores y materiales.
3. Software de slicing
El slicer es un programa que traduce el modelo 3D en capas y comandos de impresión (G-Code). Ejemplos conocidos son Cura, PrusaSlicer y Bambu Studio.
4. Modelos 3D
Existen plataformas con modelos 3D gratuitos (p. ej. soportes para bolígrafos, repuestos, figuras). Los modelos pueden descargarse como archivos STL y imprimirse directamente.
Flujo de trabajo típico: del modelo a la pieza terminada
El proceso desde el modelo digital hasta el objeto físico comprende varios pasos:
- Adquirir o crear el modelo: El archivo suele estar en formato .stl o .3mf.
- Cargar en el slicer: Seleccionar la impresora y el material (p. ej. PLA), ajustar la resolución/calidad.
- Slicing y guardar G-Code: El slicer calcula las capas y genera el G-Code.
- Cargar en la impresora: Esto se realiza por tarjeta SD, USB o red, según el dispositivo.
- Iniciar la impresión: La cama y la boquilla se calientan, se carga el filamento y comienza la impresión.
- Acabados: Quitar posibles estructuras de soporte, lijar, pintar o ensamblar si es necesario.
Quelle: darc.de
El proceso de impresión 3D: de la idea al objeto final.
Límites y aplicaciones
Aunque la impresión 3D ofrece muchas posibilidades, también existen límites que deben tenerse en cuenta.
¿Dónde están los límites?
La impresión 3D no es un truco de magia y tiene sus peculiaridades:
- Duración: Las impresiones más grandes pueden durar entre 6 y 12 horas o más.
- Superficie: En las impresoras FDM, a menudo se ven las capas, especialmente en formas redondeadas. (Formlabs)
- Mecánica y mantenimiento: Las boquillas pueden obstruirse, la cama de impresión debe alinearse y las correas tensarse.
- Construcción: Para piezas muy específicas, llegará un momento en que sea necesario dibujarlas tú mismo en CAD.
¿Para qué se puede usar la impresión 3D?
Las posibilidades de aplicación de la impresión 3D son variadas:
- Soportes para teléfono móvil o mando.
- Organizadores para escritorio o taller
- Piezas de repuesto (clips, soportes, botones)
- Miniaturas y figuras
- Carcasas para proyectos electrónicos
- Modelos de aprendizaje (p. ej. moléculas, anatomía, arquitectura)
Muchas empresas utilizan la impresión 3D también para prototipos y, en algunos casos, incluso para la producción en serie. (Wikipedia)
Quelle: usuario agregado
Construcción de una impresora FDM 3D: Aquí están los componentes esenciales de una Ultimaker 2.
Conclusión para principiantes
Si usted tiene gusto por el bricolaje y por darle vueltas a problemas técnicos y diseñar sus propias cosas, entonces la impresión 3D es una opción emocionante. Requiere una curva de aprendizaje, pero gracias a dispositivos para principiantes asequibles y a una gran comunidad, la entrada es hoy más fácil que nunca.