por Mario Martínez Magallanes
03-11-2023
por Mario Martínez Magallanes
03-11-2023
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03-11-2023
Seguramente estas familiarizado con el concepto de impresión 3D y en alguna ocasión haz visto o incluso has llegado a utilizar alguna impresora 3D. Hoy en día esta tecnología se ha vuelto muy accesible y se ha popularizado en muchos nichos que van desde artistas, ingenieros, cocineros y hasta arquitectos que se valen de la impresión 3D para innovar en su área, pero ¿sabes como funciona esta tecnología?
Primero lo primero, poniéndonos un poco más técnicos, el término correcto que engloba todas las tecnologías de impresión 3D es Manufactura Aditiva. La manufactura aditiva, contrario a las técnicas tradicionales de manufactura consiste en ir añadiendo material capa por capa hasta formar la pieza final. Existen distintos tipos de impresoras y dependiendo del material que se va a utilizar es el tipo de impresora que se requiere.
El tipo de impresora 3D más común que podemos encontrar hoy en día es la de Fabricación por Filamento Fundido (FFF) que se caracteriza por utilizar una bobina de filamento en la cual viene el material (generalmente un termoplástico). Por medio de un motor se alimenta el filamento que pasa a través de una boquilla caliente para poder derretir el material y depositarlo sobre la cama de impresión o sobre las capas anteriores. La impresora cuenta con 3 ejes de movimiento a través de los cuales se mueve el cabezal de extrusión para ir depositando el material en donde se requiere.
Para poder imprimir una pieza con esta tecnología, es necesario obtener un archivo que contiene las instrucciones para la impresora, este archivo se le conoce como 'Código g', en el cual se encuentra la ruta que debe seguir el cabezal de impresión y todos los parámetros necesarios, incluyendo la velocidad a la cual debe de moverse el cabezal, la temperatura de extrusión, la distancia entre cada capa, etc.
Lo primero que necesitamos es un modelo digital de nuestra pieza que se guarda en formato .stl y se pasa a un software de corte. Una vez que tenemos nuestro archivo .stl dentro del software de corte, existen varios parámetros que debemos definir para nuestro modelo. Primero tenemos que definir que impresora vamos a utilizar, luego, dependiendo del material que vamos a emplear, debemos definir la temperatura de extrusión y la velocidad de impresión. Lo siguiente que debemos definir es la distancia entre capas, con este parámetro se determina la calidad que va a tener la pieza final, entre menor distancia entre capas, mejor será la calidad de nuestra pieza final, pero va a requerir mayor tiempo de impresión. Otro parámetro importante a definir es el porcentaje y patrón de relleno que requieren nuestras piezas; para poder disminuir la cantidad de tiempo y material que se requieren para fabricar una pieza se determina la cantidad y forma en la que se va a rellenar la pieza en lugar de ser completamente sólidas. Finalmente debemos determinar si nuestra pieza requiere de estructuras de soporte para poder ser fabricada, dependiendo de nuestro diseño, en ocasiones se requiere crear estructuras que nos ayuden a fabricar nuestra pieza ya que la impresora no es capaz de imprimir en el aire; estas estructuras se retiran con pinzas una vez que se termina la impresión para poder obtener nuestra pieza final.
Dependiendo del uso final que tendrá nuestra pieza tendremos que seleccionar los parámetros, el material y el tipo de impresora que vamos a utilizar. Existe una gran diversidad de materiales para impresión 3D, hoy en día existen impresoras capaces de imprimir alimentos, concreto, cerámica, resinas, plásticos, metales e incluso tejidos orgánicos. ¿Te imaginas de lo que seremos capaces de imprimir en un futuro?
Además de las impresoras de extrusión FFF que ya mencionamos previamente en este artículo, existen otros tipos de impresoras 3d. Una que es común de encontrar son las impresoras de resina o fotopolimerización. Este tipo de impresoras utilizan resinas líquidas que se endurecen al exponerse a la luz. La impresora cuenta con una tina que aloja la resina y a través de un laser se va endureciendo el material capa por capa hasta crear la pieza final. Esta tecnología nos permite obtener piezas con mayor resolución aunque la cantidad de materiales disponibles es más limitada. Otro tipo de tecnología de impresión 3d es la fusión de lechos de polvo en la cual el material se encuentra en forma de polvo y las partículas se van uniendo a través de un láser que las derrite o de un pegamento que se va colocando a través del cabezal de impresión. Este tipo de tecnología nos permite crear piezas sin la necesidad de soportes y es la que se utiliza comúnmente para la fabricación de piezas metálicas.
Como te puedes dar cuenta, existe una gran variedad de métodos y materiales que se pueden imprimir. En el Laboratorio de Metamateriales y Estructuras Ligeras del Tecnológico de Monterrey utilizamos distintas tecnologías de Manufactura Aditiva para poder fabricar piezas con geometrías complejas que requieren de mucha precisión para poder estudiar sus propiedades. Para conocer más acerca de este y otros temas, puedes seguirnos en redes sociales (instagram) y en futuras entradas de este blog.
¿Y tú que imprimirías?
Stay tuned para más info!
Sobre los autores:
Mario Martínez: estudiante de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería.
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