Caja de cambios de impresion 3d

Software y modelos de diseño de impresión 3D

Todo el proceso de impresión 3D comienza con un modelo 3D. Lograr una impresión 3D exitosa de modelos no es un proceso de hacer clic e imprimir. Debe tener el formato correcto de modelo y elegir la configuración que procesará ese modelo dentro de las limitaciones del proceso de impresión 3D.

Los objetos diseñados para la impresión 3D doméstica son modelos confeccionados. Por lo general, los diseñadores de estos objetos tienen en mente la impresión 3D en el hogar y esperan que sus modelos se impriman en 3D antes de que comience cualquier proceso de modelado. Después de todo, si prueba los resultados, tendrá una meta más clara cuando comience a hacer sus propios modelos.

La promesa de la impresión 3D doméstica no significa que pueda imprimir cualquier cosa. Esta limitación práctica puede frustrar a los usuarios que esperan entrar de inmediato y comenzar a imprimir piezas de alta calidad para el desarrollo de productos o la fabricación de modelos, o como sustitutos de productos hechos a mano o fabricados tradicionalmente.

De hecho, las impresoras 3D son buenas para producir objetos que no se pueden fabricar con otras técnicas de fabricación. Esta figura muestra dos de esos ejemplos. La mayoría de los usuarios, sin embargo, no necesitan crear modelos tan complejos, al menos no para los primeros proyectos. La mayoría de los usuarios domésticos de impresión 3D enfrentan el problema más estándar de simplemente obtener lo que necesitan de una impresora 3D.

Solo impresión 3D
Dos objetos impresos en 3D que serían casi imposibles de producir en máquinas de moldeo por inyección.

Por ejemplo, si desea imprimir un modelo de una persona para un ferrocarril a escala, es posible que desee que esa persona esté sentada con los brazos extendidos (consulte la siguiente figura). Los paquetes de software como Poser de Smith Micro y SketchUp de Trimble facilitan este tipo de modelado. Una oficina de impresión 3D que utiliza una impresora 3D de sinterización láser selectiva (SLS) profesional, una operación tan profesional no tendría problemas para imprimir este modelo. Sin embargo, intentar imprimirlo usted mismo en una impresora 3D doméstica, especialmente como un proyecto inicial ambicioso, puede ser un verdadero desafío.

Persona-posada-impresa-3d
Una persona planteada es un desafío para imprimir en una impresora 3D doméstica; el modelo tiene voladizos donde el material impreso carecería de soporte.

La principal dificultad para las impresoras de fabricación de filamentos fundidos (FFF) como RepRap es que no pueden extruirse al aire libre; el objeto debe ser apoyado mientras se realiza la impresión. Cada nueva capa necesita una capa de apoyo sobre la que construir. Al imprimir un modelo de una persona sentada, los pies y la parte inferior de las piernas se imprimen bien, pero el voladizo de 90 grados de la parte superior de las piernas y los brazos extendidos presentan un problema: el filamento extruido no tiene nada a lo que adherirse. Sin ningún lugar adonde ir, el filamento se colapsa en un lío de espaguetis extruidos.

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Una impresora 3D SLS profesional funciona de manera diferente: construye objetos utilizando polvo de nailon fino. Un láser derrite la capa de nailon y fusiona la forma del objeto; luego, se extiende otra capa completa de polvo fino sobre la superficie de construcción y el proceso se repite. La principal diferencia es que todo ese polvo sobrante sin fundir proporciona soporte para las piezas fundidas mientras se construyen; las partes que eventualmente se extienden desde el modelo al aire libre se pueden construir con el apoyo del polvo no fundido y permanecer en su lugar mientras se imprimen. Cuando el modelo se enfría y se quita el exceso de polvo, el modelo está completo. Los modelos impresos de esta manera pueden tener casi cualquier forma y complejidad. Ese proceso no es posible con las impresoras 3D domésticas, al menos todavía no.

Para ayudar con este problema, puede usar una estructura de soporte que construya una fina columna de material desde la base de la cama (o desde la parte impresa en sí) para soportar cualquier característica sobresaliente. El software Slic3r puede detectar dónde agregar soporte. Incluso puede usar una segunda extrusora para colocar un material de soporte diferente en la construcción.

Normalmente, las impresoras 3D domésticas utilizan el mismo material para el modelo que para el material de soporte. Todo el material sobrante tiene que romperse y el modelo debe limpiarse un poco cuando la impresión esté completa (ver la siguiente figura). El software de procesamiento de modelos Slic3r puede agregar material de soporte automáticamente donde sea necesario. Este enfoque funciona bien.

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El modelo no imprimible (izquierda) y el mismo modelo con material de soporte separable (derecha).

Sin embargo, recuerde que el material de soporte es temporal y debe cortarse cuando termine la impresión. Este corte puede dejar marcas y cicatrices. Si las piezas impresas son complicadas, puede resultar difícil retirar el soporte a mano.

Material de eliminación de impresión 3D
Tenga cuidado al retirar el material de soporte; las piezas pequeñas y frágiles pueden dañarse o romperse.
Soporte de impresión 3d
Esta estructura de soporte es en su mayoría hueca y se puede quitar fácilmente con unos alicates de punta fina. Una limpieza adicional puede requerir una cuchilla afilada o una lima pequeña.

El uso de una segunda extrusora para proporcionar un material de soporte más viable, por ejemplo, un termoplástico como el alcohol polivinílico (PVA), le permite recortar el objeto sumergiéndolo en agua tibia. El PVA se disuelve, revelando el modelo terminado. El material de soporte soluble probablemente será una característica común de las futuras impresoras 3D domésticas.

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Las impresoras 3D como BCN3D Sigma (consulte la Figura 15-6) utilizan un sistema de carro X dual que permite imprimir dos materiales diferentes con sistemas independientes de extrusión y movimiento. Se puede cargar y usar un material primario en el sistema de extrusión izquierdo mientras el sistema derecho está estacionado. Cuando se requiere una estructura de soporte, la cabeza izquierda puede estacionar y la cabeza derecha se hace cargo. Este sistema permite mucha más libertad en la creación de modelos. Las impresoras 3D de escritorio no están en el punto de poder imprimir “cualquier cosa”, por ejemplo, detalles muy finos en joyería donde ni siquiera el material de soporte puede “soportar” las estructuras finas usando los materiales termoplásticos que tenemos disponibles, pero la tecnología se mueve en la dirección correcta.

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Los dos carros independientes de la BCN3D Sigma le permiten utilizar dos materiales diferentes sin que uno rezume sobre el otro o interfiera con la impresión.

Puede evitar (o minimizar) el uso de material de soporte girando el modelo en Netfabb antes de imprimir. Si gira un modelo de una persona sentada de modo que la espalda y los brazos queden en la base de la superficie de impresión, por ejemplo, es posible que no tenga que utilizar ningún material de soporte.

Impresión 3d rotatoria
Girar un modelo en Netfabb para facilitar la impresión.

No es de extrañar que los sitios de impresión 3D a menudo ofrezcan modelos diseñados para la impresión 3D en el hogar. Lo más probable es que se plantee un modelo de una persona de pie, con las manos a los lados o en contacto con la parte superior de las piernas. En cualquier caso, no se necesita material de soporte adicional, por lo que el modelo se puede imprimir fácilmente en una impresora 3D doméstica. La mayoría de los usuarios domésticos tendrían dificultades para imprimir modelos en poses más complicadas, debido a la forma en que las impresoras 3D construyen modelos capa por capa. Por esta razón, si necesita un modelo de persona sentada, es posible que deba utilizar material de apoyo.

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Otra forma de evitar agregar material de soporte es dividir un modelo complejo en dos o más partes, cada una de las cuales requiere poco o ningún material de soporte. Después de imprimir estas piezas, puede unirlas con pegamento.

Puede que sea mejor dividir los objetos complicados en subconjuntos. Todas las piezas se imprimen planas en la placa de construcción y luego se ensamblan en objetos complejos y funcionales. La caja de engranajes planetarios que se muestra aquí es un verdadero desafío, incluso para una impresora 3D de nivel profesional, para construir como un objeto completo y funcional sin necesidad de ensamblaje manual. Sin embargo, estad atentos; este objetivo se acerca cada vez más.

Caja de cambios de impresion 3d
Una caja de cambios planetaria de varias etapas. Las impresoras 3D caseras pueden hacer todas las piezas, pero aún se requiere algo de ensamblaje.

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