Guía completa: Material Jetting o inyección de material, ¡te explicamos todo!

 Los desarrollos de la fabricación aditiva están prograsando a un ritmo acelerado, pero existen muchas tecnologías de impresión 3D diferentes cuya funcionalidad exacta no está clara para todos. Luego de los artículos sobre el sinterizado selectivo por láser y el modelado por deposición fundida, hoy te presentamos la impresión 3D por Material Jetting, un proceso que permite la creación de objetos combinando diferentes materiales y colores. ¿Cómo se consigue? ¿Qué materiales pueden utilizarse? ¿En qué industrias es mejor utilizar esta tecnología?

La impresión 3D Material Jetting fue patentada por la sociedad Objet Ltd. en 1999, que se fusionó con Stratasys en 2012, surgiendo asi el nombre de PolyJet o Photopolymer Jetting, también para esta tecnología, ella combina la tecnología Inkjet y el uso de fotopolímeros. Las impresoras 2D regulares utilizan la tecnología de inyección de tinta en papel, lo que hace que el material sea la tecnología más similar a la impresión tradicional. Los fotopolímeros son materiales que se endurecen cuando entran en contacto con la luz ultravioleta.

¿Cómo funciona la tecnología de Material Jetting?

Como toda tecnología de fabricación aditiva, el proceso comienza con la modelación del objeto deseado utilizando un software CAD. Posteriorment, el archivo 3D asociado es enviado a la impresora y al software de laminado 3D o Slicer de la impresora que divide el modelo 3D en una multitud de imágenes numéricas, cada una coresponderá a una capa del objeto.

Primero, la resina líquida se calienta a 30-60 °C, obteniendo así la viscosidad adecuada para la impresión. El cabezal de impresión, que es muy similar al de una impresora de inyección de tinta, emite cientos de pequeñas gotas de resina del fotopolímero, el material se «lanza en chorro» en la plataforma. La resina se cura posteriormente con luz UV integrada en el cabezal de impresión para formar la primera capa. Al igual que el proceso de SLA, esta tecnología se basa en el principio de la fotopolimerización. La impresión multimaterial a todo color es posible porque el soporte del cabezal de impresión tiene muchos cabezales pequeños que pueden expulsar los diversos materiales, así como el material de soporte soluble en la plataforma, todo lo consigue al mismo tiempo.

Funcionamiento de la tecnología 3D Material Jetting (Créditos: 3DHubs).

Pros y contras de la tecnología Material Jetting

La mayor ventaja de la tecnología Material Jetting es su capacidad para imprimir con múltiples materiales a todo color. Usando cabezales de impresión de inyección de tinta, es posible procesar simultáneamente varios materiales y colores almacenando cada material en un cabezal de impresión separado. El material compuesto resultante también se llama material digital y es ideal para la construcción de prototipos, con componentes que están muy cerca del objeto original futuro. Por lo tanto, se pueden crear prototipos detallados con alta resolución de forma relativamente económica y con poco gasto de tiempo.

Las desventajas de la tecnología son, entre otras cosas, el limitado volumen de construcción, las piezas de gran formato no se pueden producir, todavía. Además, como con la mayoría de las otras tecnologías, las impresiones requieren estructuras de soporte y técnicas de posprocesamiento. En el posprocesamiento, las estructuras de soporte y los residuos de resina deben eliminarse con una solución, como en el proceso de SLA, y luego la pieza debe curarse completamente en una cámara UV. Al igual que todas las piezas que están hechas de fotopolímeros, las piezas de inyección de material son sensibles a la luz, lo que puede cambiar sus propiedades con el tiempo.

Áreas de aplicación de tecnología Material Jetting

Como ya se mencionó, el área principal de aplicación para la tecnología de  Material Jetting es la producción de prototipos funcionales y detallados. De esta manera se pueden ver, tocar y sentir modelos visuales, que se acercan mucho a los productos futuros gracias a la rápida creación de prototipos. Otro campo de aplicación muy interesante es en la medicina: gracias a la impresión de materiales múltiples a través de la inyección de material, los modelos anatómicos se pueden mostrar a escala real en varios colores. De esta manera, los médicos y sus familiares pueden entender mejor la enfermedad y las operaciones antes de su realización. Por supuesto, la técnica de Material Jetting también se utiliza en campos artísticos, como la fabricación de joyas. Debido a la posibilidad de imprimir con el proceso de cera perdida.

Actores que utilizan la tecnología Material Jetting

Stratasys es el pionero de esta tecnología, y vende varias máquinas que utilizan la tecnología Material Jetting (propiedad de Statasys: PolyJet). Las más importantes son la J750 y el J350. Ambas están validados por Pantone y pueden imprimir prototipos en más de 500,000 colores, texturas, degradados, transparencias y durezas de materiales diferentes. Eel otro gran fabricante 3D Systems ofrece una serie de impresoras 3D de Material Jetting (nombre propio de 3D Systems: Multijet), como la ProJet MJP 5600. La variedad de color aquí no es tan grande como Stratasys, pero también se puede utilizar en diferentes proyectos para la creación de prototipos.

Otra empresa que utiliza el principio básico de la tecnología de material de chorro es la compañía israelí Xjet. Con su tecnología especial de Nanoparticle Jetting, sin embargo, no imprimen con gotas de plástico sino con gotas de un líquido que contiene nanopartículas hechas de cerámica o metales.

Tecnología Nanoparticle Jetting. Créditos: Xjet

* Foto de portada: un modelo médico impreso con el Stratasys J750. Créditos de la imagen: SYS Systems.

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