Imprenta3D

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Prototipado rápido e impresión 3D

viernes, 8 de marzo de 2013

Infrarrojos e impresión 3D

Artículo publicado en RascomRas sobre la posibilidad de usar luz infrarroja en la impresión 3D: (Original aquí)


Animado por Diego, de RascomRas, en las siguientes líneas describiré un posible método para evitar la concentración de tensiones y el despegado de las piezas de la plataforma de impresión durante la fabricación mediante impresión 3D.
Llevo en esto de la impresión 3D un año más o menos, y en este tiempo las nuevas máquinas que salen y van saliendo al mercado no aportan nada nuevo en la tecnología 3D, por lo menos en lo relativo a la impresión con hilo.
La primera máquina que tuve carecía de cama caliente, y la impresión de piezas de un cierto tamaño era una auténtica pesadilla y una lotería. Absolutamente todas las impresiones más o menos grandes, o planas y macizas acababan por deformarse y en el peor de los casos se despegaban de la plataforma. Hice mil pruebas con distintos materiales para mejorar la adhesión de las piezas a la base, pero siempre sin resultados positivos y esto acabó por minar mi paciencia, así que jubilé esa impresora y adquirí otra más profesional y con cama caliente. Al tener cama caliente, el que se despegaran las piezas pasó a la historia, sólo es necesaria una buena calibración de la cama respecto a la boquilla de impresión y ya no tengo que preocuparme por si se va a despegar la pieza que esté imprimiendo. Pero apareció un nuevo problema: a medida que la pieza crece en altura, la parte intermedia de la misma se va enfriando, mientras la parte en contacto con la cama tiene una temperatura más elevada (digamos por encima de la temperatura ambiente, ya que nunca hice mediciones de temperatura) y la parte superior de la pieza también está caliente ya que acaba se salir del extrusor. Esta situación de estrés térmico puede acabar deformando e incluso agrietando la pieza a imprimir, sobre todo en el caso de piezas altas y con paredes de poco espesor, como me ocurrió en alguna ocasión. Mi experiencia es que el uso de un ventilador para refrigerar acrecienta estos problemas.
Para minimizar esas tensiones debidas a la diferencia de temperatura entre las distintas partes de la pieza mientras se imprime, y tensiones también debidas a la contracción que sufre el ABS al enfriarse, se me ocurrió en un primer momento usar una estufa de aire caliente que mantuviese toda la pieza durante todo el proceso de impresión a una temperatura que redujese el enfriamiento y por consiguiente la contracción del plástico. La idea funcionó más o menos bien, pero no acababa de gustarme: el calor de la estufa podría achicharrar la electrónica de la máquina.
Algo más sencillo y económico hubiera sido el encerrar la impresora con una caja e intentar mantener así una temperatura más o menos constante en el volumen de impresión, pero la pereza de ponerme manos a la obra impidió que construyese esa caja.
Como pensar es gratis me puse a cavilar en cómo mantener las piezas (sólo las piezas, no las partes de la máquina) calientes durante la impresión. Y se me ocurrió que con luz infrarroja podría funcionar.
 La luz infrarroja se puede emitir en distintas longitudes de onda de manera que se podría seleccionar una longitud de onda específica que sólo aportase calor al ABS, evitando de este modo el perjudicial calentamiento de los distintos componentes mecánicos y electrónicos de la impresora.
En el esquema se puede ver en rojo los distintos paneles de leds emisores de luz infrarroja que además se irían encendiendo a medida que avanza la impresión de la pieza. Puede que incluso la cama caliente pueda usar luz infrarroja para calentar sólo el plástico que estamos imprimiendo, en lugar de usar resistencias como hasta ahora.

Y hasta aquí mi exposición.
Yo no tengo medios para estudiar la viabilidad de esta idea, así que espero que alguien me escriba diciendo que sí, que funciona, y que de este modo podemos saltarnos las patentes vigentes para poder encerrar el volumen de impresión y evitar los problemas que supone el imprimir “al aire libre”.
PD: sólo imprimo con ABS.
Gracias Diego por darme la idea y la oportunidad para publicar lo aquí escrito ;-) .
Juan Callón Rivas