{"id":66254,"date":"2023-04-18T00:02:10","date_gmt":"2023-04-17T22:02:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=66254"},"modified":"2025-03-03T22:43:40","modified_gmt":"2025-03-03T21:43:40","slug":"acabado-superficies-impresion-3d-180420232","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/acabado-superficies-impresion-3d-180420232\/","title":{"rendered":"El acabado de superficies en la impresi\u00f3n 3D: los diferentes m\u00e9todos existentes"},"content":{"rendered":"

La fabricaci\u00f3n aditiva ha experimentado un gran crecimiento en los \u00faltimos a\u00f1os, evolucionando de ser una tecnolog\u00eda de nicho a un m\u00e9todo de prototipado y producci\u00f3n de piezas finales. No obstante, a pesar de la tendencia de la impresi\u00f3n 3D hacia la libertad de dise\u00f1o y la producci\u00f3n personalizada, la tecnolog\u00eda por s\u00ed sola no es capaz de crear piezas con acabados de calidad profesional. Con frecuencia, se requieren diversos procesos de post-procesado para obtener modelos finales de alta calidad. Anteriormente vimos una introducci\u00f3n al postratamiento<\/a> en la fabricaci\u00f3n aditiva y conocimos la importancia de la limpieza de las piezas impresas en 3D<\/a>. Adem\u00e1s de esto, tambi\u00e9n es fundamental abordar la rugosidad de dichas piezas en funci\u00f3n del material y la tecnolog\u00eda utilizada. Por ello, hoy os traemos una gu\u00eda completa sobre el acabado de superficies en la impresi\u00f3n 3D. Este tratamiento tambi\u00e9n puede ser necesario para cambiar el aspecto de la pieza en bruto, alisar las superficies, ajustar el tama\u00f1o y la forma, o para mejorar su vida \u00fatil.<\/p>\n

El lijado de superficies<\/h3>\n

En las piezas impresas en 3D, sobre todo en las creadas mediante m\u00e9todos de extrusi\u00f3n, se suelen apreciar visiblemente las l\u00edneas de las capas, as\u00ed como otras posibles imperfecciones. Para eliminar estos defectos superficiales, uno de los m\u00e9todos m\u00e1s utilizados es el de lijado<\/strong>. Este sistema implica el uso de un material \u00e1spero como el papel de lija de diferentes tama\u00f1os de grano para eliminar las l\u00edneas de las capas y proporcionar un acabado uniforme libre de imperfecciones. Resulta muy \u00fatil si se va a aplicar alg\u00fan tipo de revestimiento posterior a la superficie, ya que \u00e9sta tendr\u00e1 que ser lisa para que se aplique de manera \u00f3ptima.<\/span><\/p>\n

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El lijado de las piezas puede hacerse de forma manual, aunque tambi\u00e9n existen herramientas autom\u00e1ticas.<\/p><\/div>\n

El lijado se realiza t\u00edpicamente comenzando con un papel de lija de grano grueso y avanzando a un papel de lija m\u00e1s fino para obtener una superficie cada vez m\u00e1s suave. Es importante tener cuidado al lijar para no da\u00f1ar la geometr\u00eda del modelo. Adem\u00e1s, un inconveniente de este m\u00e9todo es que puede ser dif\u00edcil llegar a algunos puntos de las piezas, especialmente peque\u00f1os agujeros y socavones. El lijado puede realizarse de forma manual, aunque esto puede llevar mucho tiempo. Por ello, tambi\u00e9n hay herramientas y maquinaria de lijado autom\u00e1ticas disponibles en el mercado.<\/span><\/p>

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M\u00e9todos de granallado: shot peening y bead blasting<\/h3>\n

Tanto el shot peening como el bead blasting son t\u00e9cnicas utilizadas para el acabado de superficies en la impresi\u00f3n 3D. Se usan generalmente en una amplia variedad de piezas de metal, incluyendo aleaciones de aluminio, acero, titanio, cobre y otros metales<\/a>. Ambos procesos permiten mejorar la resistencia y durabilidad de las piezas, sin embargo, hay algunas diferencias clave entre ellos.\u00a0<\/span><\/p>\n

El shot peening<\/strong> implica el uso de peque\u00f1as esferas de metal o cer\u00e1mica, que se disparan mediante aire comprimido a alta velocidad contra la superficie de la pieza. Este impacto genera una deformaci\u00f3n pl\u00e1stica controlada en la capa superficial de la pieza, lo que a su vez aumenta la resistencia a la fatiga y reduce la posibilidad de fisuras y fracturas. El shot peening tambi\u00e9n puede mejorar la resistencia a la corrosi\u00f3n y la adherencia de recubrimientos posteriores. Por otro lado, el bead blasting<\/strong> implica el uso de peque\u00f1as perlas de vidrio, metal, pl\u00e1stico u otro material abrasivo para limpiar, pulir o texturizar la superficie de la pieza. A diferencia del shot peening, que causa deformaci\u00f3n en la forma exterior de la pieza, el bead blasting solo remueve la capa superior del material, lo que puede mejorar la apariencia est\u00e9tica, eliminar la suciedad y la corrosi\u00f3n, y preparar la superficie para recibir recubrimientos posteriores.<\/span><\/p>\n

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En resumen, la principal diferencia entre el shot peening y el bead blasting es muy simple. El primer m\u00e9todo genera deformaci\u00f3n pl\u00e1stica en la superficie de la pieza, lo que mejora su resistencia y durabilidad final. Por su parte, el segundo solo alisa la capa superior del material, mejorando la apariencia est\u00e9tica y preparando la superficie para recubrimientos posteriores. Estas t\u00e9cnicas de postratamiento son especialmente \u00fatiles en piezas que estar\u00e1n sujetas a esfuerzos mec\u00e1nicos o tensiones, como engranajes, resortes, componentes de turbinas y piezas estructurales de aviones y veh\u00edculos.<\/span><\/p>\n

M\u00e9todos de pulido en bombo: vibraci\u00f3n y volteo<\/h3>\n

A diferencia de los m\u00e9todos previamente mencionados, en los que se tratan las piezas una a una, los sistemas de pulido en bombo sirven para procesar varios objetos impresos en 3D al mismo tiempo. En este grupo podemos dos t\u00e9cnicas que, aunque a priori pueden parecer similares, tienen algunas diferencias sustanciales a tener en cuenta. Estos son el acabado por vibraci\u00f3n<\/strong> y el volteo<\/strong> (tambi\u00e9n conocido como \u00abtumbling\u00bb o \u00abrumbling\u00bb, en ingl\u00e9s). Ambas tecnolog\u00edas consisten en colocar las piezas impresas en 3D en un tambor o bombo junto a medios abrasivos que, con el movimiento giratorio o de vibraci\u00f3n, generar\u00e1 el roce necesario para que las piezas obtengan un acabado \u00f3ptimo. Sin embargo, la elecci\u00f3n entre un m\u00e9todo u otro depender\u00e1 de los requisitos espec\u00edficos de la pieza y del resultado deseado.<\/span><\/p>\n

Aunque ambos m\u00e9todos consiguen acabados de calidad, el sistema por vibraci\u00f3n suele ser m\u00e1s adecuado para lograr una superficie m\u00e1s lisa y homog\u00e9nea al crear una distribuci\u00f3n m\u00e1s uniforme del material en las piezas. As\u00ed, la vibraci\u00f3n es ideal para piezas de gran tama\u00f1o, u con bordes redondeados que no tengan alto nivel de detalle. Por otro lado, el volteo se basa en un sistema de cilindro centr\u00edfugo que aplica un movimiento m\u00e1s suave, por lo que resulta mejor para piezas peque\u00f1as, m\u00e1s delicadas y con detalles finos. La velocidad es otro aspecto diferencial de ambos m\u00e9todos. Mientras que el acabado por vibraci\u00f3n es una t\u00e9cnica m\u00e1s r\u00e1pida, el volteo suele requerir m\u00e1s tiempo para obtener superficies de alta calidad. Dependiendo del acabado deseado y de los materiales utilizados, el volteo puede durar desde unas horas hasta varios d\u00edas. Por su parte, el acabado por vibraci\u00f3n puede lograr los mismos resultados en una fracci\u00f3n del tiempo, a menudo en unas pocas horas.<\/span><\/p>\n

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Esta t\u00e9cnica de postratamiento puede utilizarse en piezas tanto de metal como de pl\u00e1stico.<\/p><\/div>\n

En resumen, el acabado por vibraci\u00f3n y el volteo son m\u00e9todos eficaces para el post-procesado de piezas tanto de metal como de pl\u00e1stico, pero difieren en su movimiento, velocidad, acabado superficial e idoneidad para diferentes geometr\u00edas de piezas. Adem\u00e1s, hay que tener cuidado al mezclar distintos tipos de medios abrasivos, ya que algunas combinaciones provocan un desequilibrio y dan lugar a un acabado desigual o a da\u00f1os en las piezas.<\/span><\/p>\n

Postratamiento de alisado por vapor<\/h3>\n

El alisado por vapor<\/strong> es otro m\u00e9todo para obtener una superficie lisa del objeto impreso, con la diferencia de que el acabado ser\u00e1 brillante en lugar de mate. Para ello, se utiliza un disolvente en estado gaseoso que funde la superficie del componente hasta dejarla uniforme. Una vez que las piezas son expuestas al disolvente en la c\u00e1mara de vapor, se introducen directamente en una c\u00e1mara de refrigeraci\u00f3n para detener la licuefacci\u00f3n. La licuefacci\u00f3n es el proceso en el que una sustancia en estado s\u00f3lido o gaseoso pasa directamente a estado l\u00edquido, debido a un cambio radical en sus condiciones f\u00edsicas. Este enfriamiento garantiza que s\u00f3lo se funda la superficie y se mantenga la forma del objeto deseada.<\/span><\/p>\n

Este proceso de alisado por vapor tambi\u00e9n sirve para rellenar los poros del exterior del objeto y sellar la superficie, haciendo que las piezas sean \u00fatiles para contener l\u00edquidos o gases. Aunque dicha tecnolog\u00eda es compatible con una amplia gama de termopl\u00e1sticos, cabe destacar que no puede utilizarse con ciertos materiales ya que podr\u00eda provocar una reacci\u00f3n qu\u00edmica perjudicial. Entre los pl\u00e1sticos incompatibles encontramos el policarbonato<\/a> (dependiendo de m\u00e1quina de postratamiento), la polifenilsulfona (PPSF), el ULTEM 1010 y el ULTEM 9085.<\/span><\/p>\n

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Comparativa entre la pieza en bruto y la pieza despu\u00e9s de aplicarle el alisado por vapor. (Cr\u00e9ditos: AMT)<\/p><\/div>\n

Una alternativa al alisado con vapor es la inmersi\u00f3n en disolvente<\/strong> (o solvent dipping, en ingl\u00e9s). Como su nombre indica, consiste en sumergir las piezas impresas en 3D en un disolvente en lugar de exponerlo al qu\u00edmico vaporizado. Aunque los resultados son bastante similares a los del alisado por vapor, resulta m\u00e1s dif\u00edcil mantener la precisi\u00f3n dimensional ya que el disolvente act\u00faa con mayor rapidez y agresividad. Este m\u00e9todo suele resultar \u00fatil si las piezas son mayores que el tama\u00f1o de la c\u00e1mara de vapor.<\/span><\/p>\n

Uso de resina epoxi: recubrimiento e infiltraci\u00f3n<\/h3>\n

Las llamadas resinas epoxi son una clase de pol\u00edmeros reactivos, que contienen grupos ep\u00f3xidos (\u00e9teres c\u00edclicos de tres miembros que contiene dos \u00e1tomos de carbono y uno de ox\u00edgeno). A la hora de tratar las piezas en impresi\u00f3n 3D, estas resinas permiten un acabado de superficies sellado haciendo la pieza herm\u00e9tica, as\u00ed como aumentando su resistencia a altas temperaturas y a ciertos productos qu\u00edmicos. Este m\u00e9todo es ideal para componentes que se deban enfrentar a duras condiciones de funcionamiento. A la hora de aplicar este tipo de resina, podemos optar por dos m\u00e9todos: recubrimiento e infiltraci\u00f3n.<\/p>\n

El recubrimiento de epoxi<\/strong> suele aplicarse a mano. Esto permite reducir los costes al evitar la necesidad de adquirir equipos costosos, pero a la vez incrementa el tiempo y la cantidad de trabajo requerido para su aplicaci\u00f3n. Adem\u00e1s, esta t\u00e9cnica es m\u00e1s adecuada para peque\u00f1as tiradas de producci\u00f3n, componentes de peque\u00f1o tama\u00f1o o art\u00edculos que solo necesitan sellar una parte de su superficie. No obstante, hay zonas a las que no se puede acceder con esta t\u00e9cnica, como canales internos y socavones. Asimismo, puede no ser la opci\u00f3n ideal para piezas que requieran dimensiones precisas, ya que el recubrimiento de epoxi aumentar\u00e1 ligeramente el grosor de la pieza.<\/p>\n

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Ejemplo de recubrimiento manual de la resina epoxi.<\/p><\/div>\n

Por otra parte, el sistema de infiltraci\u00f3n de epoxi<\/strong> contrarresta muchas de las limitaciones encontradas al aplicarlo a mano. En el m\u00e9todo de infiltraci\u00f3n, se sumerge la pieza en epoxi y se utiliza una c\u00e1mara de vac\u00edo para introducir la resina en el objeto, rellenando as\u00ed los poros. Este proceso tarda unas tres horas en completarse y requiere menos mano de obra, lo que significa que es m\u00e1s pr\u00e1ctico y r\u00e1pido a la hora de aplicarlo en componentes grandes. Sin embargo, la principal desventaja frente al revestimiento a mano es su mayor coste. Se necesita una c\u00e1mara de vac\u00edo, un horno para precalentar y curar la resina, todo eso a\u00f1adido al coste de la resina epoxi en s\u00ed.<\/p>\n

El papel del mecanizado CNC en el postratamiento<\/h3>\n

Como sabemos, pueden utilizarse las tecnolog\u00edas aditivas y sustractivas de forma complementaria<\/a> para combinar los beneficios de ambos m\u00e9todos. Entre los sistemas de fabricaci\u00f3n sustractiva m\u00e1s conocidos encontramos el mecanizado CNC<\/strong> que, aunque no es estrictamente un m\u00e9todo de postratamiento, puede utilizarse como recurso para el acabado de superficies de calidad en la impresi\u00f3n 3D. Esto es especialmente interesante en el caso de tecnolog\u00edas como la deposici\u00f3n de energ\u00eda directa<\/a> (DED). En ellas, se obtienen piezas en bruto con una superficie muy rugosa, ya que el metal se funde directamente durante el proceso de extrusi\u00f3n. Por eso siempre es necesario el paso de mecanizado CNC para obtener una superficie lisa y definida. En el mercado, existen soluciones de fabricaci\u00f3n h\u00edbridas que integran ambos procesos para acelerar los pasos de producci\u00f3n.<\/p>\n

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A la derecha, la pieza despu\u00e9s de realizar el mecanizado CNC. (Cr\u00e9ditos: Meltio)<\/p><\/div>\n

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*Cr\u00e9ditos foto de portada: EOS<\/em><\/p>\n

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