Del diseño a la pieza final: ¿en qué consiste el proceso de impresión 3D?

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es un proceso basado en la creación de un objeto capa a capa mediante la adición de material. Hoy en día existen varias técnicas de impresión, agrupadas en 7 familias principales que permiten fabricar a partir de una amplia gama de materiales, desde plásticos a metales, pasando por cerámicas y siliconas.

Las 7 familias de tecnologías de fabricación aditiva

• Extrusión de material (Material Extrusion en inglés): se empuja o extruye un material líquido a través de una boquilla para depositar las capas de la impresión que se endurecen.

• Fotopolimerización (VAT Photopolymerisation): una resina líquida reacciona con los fotones emitidos por una fuente de luz para endurecerse y formar las capas. Esta pieza se sumerge en un tanque de resina líquida durante la impresión.

• Fusión por lecho de polvo (Powder Bed Fusion): las partículas finas (plástico o metal) se aplican sobre un lecho de polvo, se llevan por debajo de la temperatura de fusión y se unen con una fuente de energía adicional.
• Inyección de aglutinante (Binder Jetting): las partículas finas (metales, cerámica, arena, etc.) de un lecho de polvo se unen mediante un aglutinante depositado con gran precisión por un cabezal de impresión (similar al de una impresora de tinta).
• Inyección de material (Material Jetting): un cabezal de impresión (similar al de una impresora de tinta) deposita una resina líquida de forma muy precisa antes de curarla mediante fotones emitidos por una fuente de luz ultravioleta.
• Deposición de energía directa (Directed Energy Deposition): consiste en fundir un metal en forma de polvo o alambre mediante un láser, un arco eléctrico o un haz de electrones.
• Laminación (Sheet Lamination): se corta una lámina de material para formar una capa y luego se laminan (pegan) las capas para formar el modelo 3D.

Con esta variedad de tecnologías, podemos fabricar desde joyas hasta edificios o cohetes. Todas estas tecnologías conllevan un flujo de trabajo diferente, pero independientemente del método de impresión 3D utilizado, todo proceso de fabricación aditiva puede dividirse en 4 pasos, que detallamos a continuación.

El proceso de impresión 3D, un flujo de trabajo en cuatro pasos

Diseño CAD, escaneado 3D o descarga del modelo

Este primer paso consiste en obtener el modelo digital que se desea imprimir en 3D. Existen tres posibilidades para hacerlo:

• Crear digitalmente tus propios modelos utilizando programa de diseño o un software CAD, como SolidWorks, Fusion 360, Tinkercad, Siemens NX, NTopology, etc.
• Escanear un objeto o una persona física utilizando un escáner 3D, una cámara y un ordenador o un teléfono.
• Obtener un modelo a través de un sitio web para descargas de archivos 3D, como Thingiverse, Printables, MyMiniFactory, Cults, etc.

Al final de esta etapa, el modelo final suele adoptar la forma de una malla de puntos en formato 3MF, STL u OBJ, entre otros.

Corte o laminado (Slicing)

Una vez que el modelo 3D está listo, el corte o laminado se realiza mediante una herramienta específica que convierte el modelo 3D en una serie de instrucciones que debe ejecutar la impresora, generalmente escritas en G-Code. A través del slicer, el usuario especifica los ajustes de la máquina y del material para crear el código utilizado por la impresora. Así, se introducen los parámetros de impresión (en función de la tecnología, la máquina y el material utilizados) en este slicer para crear la pieza deseada. Algunas de las soluciones de corte más conocidas del mercado son Cura o Simplify3D, entre otros.

Impresión en 3D

Una vez enviado el G-Code (u otro lenguaje de programación) a la máquina, ésta imprime el modelo capa a capa. La mayoría de las impresoras 3D son soluciones autónomas capaces de crear piezas sin asistencia durante la impresión. Una vez finalizada esta etapa, el usuario recupera la pieza y, en función de la tecnología, el material y el resultado final deseado, puede ser necesario el post-procesado del objeto.

Postratamiento

El postratamiento de una pieza puede ir desde el lijado hasta el mecanizado CNC. Este paso puede ser opcional para algunas tecnologías y materiales de impresión, mientras que otros dependen completamente de él. Entre los diferentes pasos y métodos de postprocesado encontramos: lijado, pintado, ensamblado, recocido, mecanizado, etc.

¿Conocías todas las etapas del proceso de impresión 3D? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, Twitter, Youtube y RSS. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.