Guía completa: Binder Jetting o inyección de aglutinante, ¡te lo contamos todo! 

Actualmente existen múltiples tecnologías de fabricación aditiva dentro de la industria, cada una enfocada a diferentes materiales e industrias. Esta semana te hablaremos de la tecnología Binder Jetting también conocida como Inyección Aglutinante que puede fabricar con materiales cerámicos, metales y recientemente polímeros plásticos. ¿Cómo funciona la tecnología? ¿Con qué materiales puede fabricar? ¿Quiénes son los principales fabricantes? ¡Te lo contamos todo! 

La tecnología Binder Jetting pertenece a la familia de  tecnologías de fusión de polvo (Powder bed fusion technologies) como la tecnología SLS o la DMSL. Concretamente la tecnología especializada en materiales cerámicos comenzó como un proyecto del MIT en 1993, debido a la calidad de los resultados fue adquirido por Z Corporation dos años después, haciendose con todos los derechos sobre esta tecnología. Años después esta corporación paso a ser del gigante de la industria, 3D Systems. Respecto a la tecnología de Inyección Aglutinante de metal fue desarrollada por la empresa estadounidense ExOne en 1996.

Pieza desarrolla con la tecnología de Inyección Aglutinante de metal. (Créditos: Sculpteo).

¿En qué consiste la impresión 3D con Inyección Aglutinante o Binder Jetting? 

El proceso de impresión con esta tecnologías, consiste principalmente en la pulverización de un aglutinante liquido sobre un lecho de polvo que luego se solidifica en sección transversal. Los materiales que se solidifican gracias al aglutinante suelen ser yeso, arena, cerámicas, metales y polímeros en granulos.

Para comenzar con la impresión se desarrolla la misma prepración que con cualquier tecnología 3D. Diseñar nuestro objeto/pieza en un software CAD que enviará a la impresora la información sobre las capas horizontales del objeto. La impresión de una pieza comienza con la colocación de la primera capa de polvo a través del rodillo en la plataforma de construcción, gracias al cabezal de impresión similar al utilizado por las impresoras 2D se añade en forma de gotitas de 80 μm el agente aglutinante. El polvo se unifica y se forma la pieza. En caso de que sea tecnología Binder Jetting de materiales cerámicos es posible crear modelos a todo color, si este es el caso, el color se añade en la misma fase que el agente aglutinante. Este proceso se repite sucesivamente hasta que la pieza queda completamente formada. 

Esquema sobre el funcionamiento de la tecnología Binder Jetting. (Créditos: Additively).

Tras la impresión de las piezas, hay que liberarlas del encapsulamiento de polvo y curarlas para aumentar su resistencia. Finalmente se retiran los restos de polvo con un cepillo o con aire presurizado. Dependiendo del material con el que estemos imprimiendo ya sea cerámico o metálico, se requiere un paso más. En el caso de la Inyección Aglutinante de metal las piezas deben ser sinterizadas en un paso adicional o someterlas a la infiltración generalmente de bronce como aleación de metal ligero. En el caso de tener un modelo cerámico a color, es igualmente necesario recubrirlo añadiendo acrílico que aumentará la potencia de los colores y la resistencia mecánica de la pieza. 

Las piezas necesitan ser liberadas de su encapsulamiento de polvo. (Créditos: 3DHubs).

Materiales utilizados en la tecnología de Inyección Aglutinante

La tecnología de Inyección Aglutinante ha sido muy difundida dentro de la impresión 3D de cerámica, debido a que puede trabajar con todos los materiales pertenecientes a este campo. Ha abierto incluso, la posibilidad de imprimir con arena, único material que no requiere un procesamiento adicional final.  En cuanto a los metales con la tecnología Binder Jetting se permite fabricar con varios tipos de aleaciones metálicas como los aceros inxodibales 420SS/BR y 316, el titanio, y otros como Inconel 625 o cobre. Recientemente se ha añadido también la posibilidad de imprimir con algunos polímeros termoplásticos y poliamidas.

La tecnología permite imprimir en materiales, cerámicos, plásticos o metálicos. (Créditos: ExOne).

Actores y desarrollos 

La tecnología binder jetting puede producir piezas de metal o prototipos a color con un menor costo que al utilizar técnicas como DMLS o Material Jetting, aunque hay mayor porosidad en las piezas lo que podría afectar las propiedades mecánicas de ellas. Esta tecnología es especialmente valorada para el desarrollo de lotes de produccion de piezas debido al gran volumen de impresión de la mayoría de las máquinas. 

Actualmente el principal fabricante de impresoras 3D que utilizan la tecnología Binder Jetting para materiales cerámicos continua siendo 3D Systems, utilizando el termino ColorJet Printing para denominar a esta tecnología. Además encontramos empresas como al fabricante alemán Voxeljet AG, con máquinas que también permiten imprimir con termoplásticos utilizando las bases de esta tecnología, y finalmente, CONCR3DE fabricante de los Países Bajos. Recientemente surgió la empresa taiwanesa ComeTrue que ofrece impresoras 3D Binder Jetting de escritorio. Respecto a la tecnología de metal, el lider también continua siendo ExOne, y han surgido otros actores como la empresa sueca Höganäs con su Digital Metal.

Pieza creada con la tecnología de 3D Systems. (Créditos: 3D Systems).

Otra empresa que podríamos considerar que utiliza la tecnología de Inyección Aglutinante en su versión Multi Jet Fusion, es el nuevo gigante de la industria, HP. Desde su llegada a la fabricación aditiva en 2016 ha ido incrementando las posibilidades de su tecnología, inciandose en materiales plásticos como poliamidas, pasando por la impresión 3D a todo color y llegando finalmente a la industria del metal. Sin duda un gran desarrollo para las evolución de la tecnología Binder Jetting.

En el siguiente vídeos el equipo de CegepTR cuenta un poco más osbre la tecnología Binder Jetting:

*Créditos imagen de portada: ExOne

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