{"id":70107,"date":"2023-10-23T00:02:57","date_gmt":"2023-10-22T22:02:57","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=70107"},"modified":"2023-10-23T10:01:11","modified_gmt":"2023-10-23T08:01:11","slug":"isotropia-impresion-3d-piezas-finales-231020232","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/isotropia-impresion-3d-piezas-finales-231020232\/","title":{"rendered":"La isotrop\u00eda en la impresi\u00f3n 3D, \u00bfqu\u00e9 es y c\u00f3mo afecta a las piezas finales?"},"content":{"rendered":"

Si formas parte de la industria de impresi\u00f3n 3D o por lo menos conoces un poco la tecnolog\u00eda, seguro que habr\u00e1s o\u00eddo hablar del concepto de isotrop\u00eda<\/strong>. La definici\u00f3n de isotrop\u00eda hace referencia a la uniformidad en todas las orientaciones. De esta forma, si la aplicamos a la fabricaci\u00f3n aditiva, estar\u00edamos hablando de una uniformidad en las piezas impresas en 3D. As\u00ed a priori podemos interpretar este t\u00e9rmino desde muchos puntos de vista, ya sea el color, el acabado superficial<\/a>, la forma del modelo, etc. Sin embargo, la propiedad que m\u00e1s suele interesar a los expertos, y a la que se asocia generalmente el concepto de isotrop\u00eda, es la resistencia. En otras palabras, una pieza isotr\u00f3pica es aquella que tiene la misma resistencia en todas las partes f\u00edsicas que la conforman. Pero, \u00bfpor qu\u00e9 es tan importante comprender el significado de este concepto? \u00bfY c\u00f3mo afecta a las piezas finales impresas en 3D?<\/p>\n

Al ser la impresi\u00f3n 3D un m\u00e9todo de fabricaci\u00f3n cada vez m\u00e1s democratizado, muchas empresas la est\u00e1n implementando para la creaci\u00f3n de piezas finales. Es por ello que resulta fundamental<\/span> comprender las diferentes tecnolog\u00edas existentes y el rendimiento de<\/span>l<\/span> material que se vaya a utilizar.<\/span> Por lo general, la mayor\u00eda de los pol\u00edmeros termopl\u00e1sticos<\/a> se consideran is\u00f3tropos<\/span>. Esto se debe principalmente <\/span>a su naturaleza y a que la cohesi\u00f3n ente las cadenas de pol\u00edmero que los componen es uniforme en todas las direcciones.<\/span> Sin embargo, esto no quiere decir que las piezas fabricadas con estos materiales mantengan esta cualidad. De hecho, en ocasiones el m\u00e9todo de fabricaci\u00f3n puede provocar anisotrop\u00eda<\/em>\u00a0en las piezas a pesar de que su materia prima posea isotrop\u00eda. Cuando esto ocurre y se obtienen piezas anis\u00f3tropas, quiere decir que cuentan con propiedades f\u00edsicas que son diferentes en funci\u00f3n de la direcci\u00f3n en la que sean medidas. Veamos ahora algunas t\u00e9cnicas para mantener ese grado de isotrop\u00eda en la impresi\u00f3n 3D, centr\u00e1ndonos \u00fanicamente en m\u00e9todos que trabajan con pol\u00edmeros<\/span><\/span>.<\/span><\/span><\/p>\n

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Diferencia entre un modelos isotr\u00f3pico y anisotr\u00f3pico. (Cr\u00e9ditos: IMA \/ Carbon)<\/p><\/div>\n

\u00bfC\u00f3mo conseguir la isotrop\u00eda en la impresi\u00f3n 3D?<\/h3>\n

La gran ventaja de obtener pieza impresas en 3D que son isotr\u00f3picas es que ofrece una mayor resistencia mec\u00e1nica que es necesaria en aplicaciones industriales concretas. Para ello, hay que tener en cuenta una serie de aspectos para mantener esta cualidad inerte en los materiales y obtener piezas finales con propiedades industriales. A continuaci\u00f3n, analizaremos 3 puntos concretos: el dise\u00f1o\/laminado, la impresi\u00f3n y el postratamiento.<\/p>

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La importancia del dise\u00f1o y el laminado<\/h4>\n

Como sabemos, la fase de dise\u00f1o y creaci\u00f3n de un modelo digital se realiza al inicio de cualquier proceso de fabricaci\u00f3n aditiva. Por ende, tambi\u00e9n es un paso importante a tener en cuenta a la hora de conseguir piezas finales isotr\u00f3picas. Como hemos visto en la imagen superior, cuando m\u00e1s sencillas y sim\u00e9tricas sean las piezas, m\u00e1s f\u00e1cil resultar\u00e1 que su resistencia sea igual en todas partes. Y ya solo hablamos de la forma general, sino tambi\u00e9n del relleno y el interior de las piezas. As\u00ed, el dise\u00f1o de la propia geometr\u00eda tambi\u00e9n puede influir, ya que las estructuras tipo lattice<\/em><\/strong> definidas en funci\u00f3n de las exigencias, pueden llegar a sustituir vol\u00famenes macizos. Por tanto, aunque esta decisi\u00f3n no es estrictamente decisiva, debemos tenerla en cuenta de cara a la posterior fabricaci\u00f3n de las piezas.<\/p>\n

Por \u00faltimo, es esta fase inicial de prefabricaci\u00f3n no solo se debe tener en cuenta las condiciones geom\u00e9tricas, la tecnolog\u00eda y el material de impresi\u00f3n. Tambi\u00e9n es importante comprender el proceso de laminado llevado a cabo en el slicer<\/a>. As\u00ed, la posici\u00f3n de fabricaci\u00f3n en m\u00e1quina es imprescindible para tener un control sobre la anisotrop\u00eda inducida por el proceso y alcanzar una optimizaci\u00f3n m\u00e1xima. Estos par\u00e1metros se pueden ajustan en el programa de laminado y servir\u00e1n para garantizar un correcto proceso de fabricaci\u00f3n de las piezas finales.<\/p>\n

Elecci\u00f3n del proceso de fabricaci\u00f3n<\/h4>\n

Un punto clave a tener en cuenta si queremos obtener piezas isotr\u00f3picas es escoger la tecnolog\u00eda de fabricaci\u00f3n aditiva adecuada. Si nos fijamos en la impresi\u00f3n 3D FDM<\/a>, una de las t\u00e9cnicas m\u00e1s utilizadas hoy en d\u00eda, encontramos multitud de problemas relacionados con la isotrop\u00eda. Durante el proceso de extrusi\u00f3n del termopl\u00e1stico, se genera un entrelazamiento de las cadenas de pol\u00edmero fundido entre cada una de las capas adyacentes, con el fin de mantener unida la pieza. As\u00ed, se generan estructuras microporosas, donde la secci\u00f3n real de la pieza var\u00eda en cada direcci\u00f3n respecto de la secci\u00f3n aparente. Y ya que estas uniones de las cadenas de pol\u00edmero no son muy fuertes, los modelos obtenidos ser\u00e1n m\u00e1s d\u00e9biles perpendicularmente a las l\u00edneas de las capas.<\/p>\n

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La pieza naranja es anis\u00f3tropa, y ha sido creada mediante impresi\u00f3n 3D FDM. (Cr\u00e9ditos: Formlabs)<\/p><\/div>\n

Por otro lado, en la impresi\u00f3n 3D de resina (SLA o DLP<\/a>), los mon\u00f3meros individuales se unen covalentemente mediante la aplicaci\u00f3n de una fuente de luz, resultando en la formaci\u00f3n de una capa s\u00f3lida de pol\u00edmero curado. Por lo general, la capa expuesta no alcanza una curaci\u00f3n completa y a\u00fan contiene grupos monom\u00e9ricos que no se han unido. Cuando se expone la siguiente capa, es posible establecer enlaces covalentes adicionales entre la capa actual y la anterior. Estos enlaces contribuyen a la formaci\u00f3n de una estructura en red mucho m\u00e1s resistente una mayor aproximaci\u00f3n a la isotrop\u00eda, en comparaci\u00f3n con la tecnolog\u00eda FDM.<\/p>\n

Finalmente, otra de las tecnolog\u00edas aditivas que trabajan con pol\u00edmeros es la de sinterizado selectivo por l\u00e1ser<\/a> (SLS). De hecho, podemos decir que esta es la t\u00e9cnica que garantiza los mejores resultados para aplicaciones t\u00e9cnicas con impresi\u00f3n 3D. Como su nombre indica, consiste en sinterizar capa a capa micropart\u00edculas polim\u00e9ricas en forma de polvo. En este caso, los usuarios pueden recurrir a pol\u00edmeros t\u00e9cnicos m\u00e1s extendidos en la industria como el PA11 y PA12, o incluso elast\u00f3meros termopl\u00e1sticos como TPE y TPU. Con la impresi\u00f3n 3D SLS se obtienen piezas con unas caracter\u00edsticas ideales para aplicaciones de ingenier\u00eda, ya que poseen alta isotrop\u00eda, alta precisi\u00f3n dimensional y permite crear modelos con geometr\u00edas complejas. Cabe destacar que los modelos fabricados con esta t\u00e9cnica de impresi\u00f3n 3D SLS presentan porosidad en su estructura. No obstante, a diferencia de los creados mediante FDM, esta porosidad es uniforme y no est\u00e1 influenciada por la orientaci\u00f3n de la pieza durante el proceso de impresi\u00f3n. Esto confiere a las piezas una notoria isotrop\u00eda, dado que, a pesar de que sus secciones reales no coincidan con sus secciones aparentes, estas \u00faltimas permanecen uniformes en todas las direcciones.<\/p>\n

Las t\u00e9cnicas de postratamiento<\/h4>\n

El postratamiento es el paso final necesario en todo proceso de fabricaci\u00f3n aditiva. En este contexto, puede desempe\u00f1ar un papel fundamental para aumentar la uni\u00f3n entre las capas y reforzar la isotrop\u00eda de las piezas. En el caso de la impresi\u00f3n 3D de resina, las t\u00e9cnicas de postratamiento donde se aplica calor, como el postcurado t\u00e9rmico, favorecen a un mayor curado de las capas en toda la pieza. A su vez, esto proporciona un mayor grado de isotrop\u00eda mec\u00e1nica en la pieza, casi como si hubieran sido moldeadas por inyecci\u00f3n.<\/p>\n

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T\u00e9cnica de postratamiento para piezas impresas con resina. (Cr\u00e9ditos: Formlabs)<\/p><\/div>\n

Adem\u00e1s, en los casos donde <\/span>se hayan utilizado soportes de impresi\u00f3n<\/a>, la retirada de estos puede dejar algun<\/span>os defectos <\/span>en la superficie de las piezas. Es por ello que algunos m\u00e9todos de postratamiento, como el pulido y el lijado, pueden <\/span>ayudar a suavizar est<\/span>as imperfecciones <\/span>y <\/span>evitar <\/span>la deformaci\u00f3n <\/span>de las piezas para una mayor isotrop\u00eda.<\/span><\/span><\/span><\/span><\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 piensas de la importancia de la isotrop\u00eda en la impresi\u00f3n 3D? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook<\/a>, Twitter<\/a> y\u00a0Youtube<\/a>. Sigue toda la informaci\u00f3n sobre impresi\u00f3n 3D en nuestra Newsletter semanal<\/a>.<\/p>\n

*Cr\u00e9ditos foto de portada: polySpectra<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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