Procesos de impresión 3D

Desde finales de los años 70 se han inventado varios procesos de impresión 3D. Al principio, las impresoras eran grandes, caras y muy limitadas en cuanto a lo que podían producir.

En la actualidad existe un gran número de procesos aditivos. Las principales diferencias entre los procesos radican en la forma en que se depositan las capas para crear las piezas y en los materiales que se utilizan. Algunos métodos funden o ablandan el material para producir las capas, por ejemplo, la fusión selectiva por láser (SLM) o el sinterizado directo por láser de metales (DMLS), el sinterizado selectivo por láser (SLS), el modelado por deposición fundida (FDM) o la fabricación de filamentos fundidos (FFF), mientras que otros curan materiales líquidos utilizando diferentes tecnologías sofisticadas, como la estereolitografía (SLA). Con la fabricación de objetos laminados (LOM), se cortan capas finas para darles forma y unirlas (por ejemplo, papel, polímero, metal). La deposición de partículas mediante la tecnología de inyección de tinta imprime capas de material en forma de gotas individuales. Cada gota de tinta sólida de material Hot-melt imprime realmente una partícula o un objeto. Las tintas termofusibles de color imprimen gotas individuales de CMYK una encima de otra para producir un objeto de un solo color con 1-3 capas fundidas. Los modelos 3D complejos se imprimen con muchas gotas superpuestas fundidas en capas según lo definido por el archivo CAD cortado. La tecnología de inyección de tinta permite que los modelos 3D sean estructuras sólidas o de celdas abiertas, según lo defina la configuración de impresión de la impresora 3D de inyección de tinta. Cada método tiene sus propias ventajas e inconvenientes, por lo que algunas empresas ofrecen la posibilidad de elegir el polvo y el polímero del material utilizado para construir el objeto. Otras utilizan a veces papel comercial estándar como material de construcción para producir un prototipo duradero. Las principales consideraciones a la hora de elegir una máquina suelen ser la velocidad, los costes de la impresora 3D, del prototipo impreso, la elección y el coste de los materiales y las capacidades de color.

Las impresoras que trabajan directamente con metales suelen ser caras. Sin embargo, se pueden utilizar impresoras menos caras para hacer un molde, que luego se utiliza para hacer piezas de metal.

Tipo Tecnologías Materiales
Tecnología de chorro de tinta Deposición de partículas gota a gota o continua (de una o varias boquillas) Materiales fundidos en caliente (cera, termoplásticos, aleaciones metálicas)
Extrusión de materiales Modelado por deposición fundida (FDM) o fabricación de filamentos fundidos (FFF) y fabricación de pellets fundidos o fabricación de partículas fundidas Termoplásticos metales eutécticos, materiales comestibles, cauchos, arcilla de modelado, plastilina
Robocasting o soldadura MIG Impresión 3D o Escritura Directa de Tinta (DIW) o Fabricación Aditiva de Metales (EAM) y Cerámica (EAC) basada en la extrusión Mezclas de metal y aglutinante (incluida la arcilla metálica y la arcilla de metales preciosos), mezclas de aglutinante cerámico (incluida la arcilla cerámica y las lechadas cerámicas), cermet, compuesto de matriz metálica, compuesto de matriz cerámica, metal (soldadura MIG)
Fabricación de filamentos compuestos (CFF) Nylon o nylon con fibra de carbono corta + refuerzo en forma de carbono, kevlar, Vidrio y Vidrio para fibra de alta temperatura
Polimerizado por luz Estereolitografía (SLA) Fotopolímero (incluidos los polímeros precerámicos)
Procesamiento digital de la luz (DLP) Fotopolímero
Producción de interfaz líquida continua (CLIP) Fotopolímero + química activada térmicamente
Cama de polvo Impresión 3D de cama de polvo y cabezal de inyección de tinta (3DP) Cualquier aleación metálica, polímeros en polvo, yeso
Fusión por haz de electrones (EBM) Casi cualquier aleación metálica, incluidas las aleaciones de titanio
Fusión selectiva por láser (SLM) Aleaciones de titanio, aleaciones de cromo-cobalto, acero inoxidable, Aluminio
Sinterización térmica selectiva (SHS) Polvo termoplástico
Sinterización láser selectiva (SLS) Termoplásticos, polvos metálicos, polvos cerámicos
Sinterización directa de metales por láser (DMLS) Casi cualquier aleación metálica
Laminados Fabricación de objetos laminados (LOM) Papel, lámina metálica, película de plástico
Formación con polvo Deposición de energía dirigida Casi cualquier aleación metálica
Fabricación con haz de electrones (EBF3) Casi cualquier aleación metálica

Tecnología de inyección de tintaEditar

Una boquilla con material líquido puede ser arrastrada sobre una superficie absorbente para absorber el material, ser arrastrada electrostáticamente desde un orificio de chorro más grande, ser presurizada para hacer fluir el material o ser impulsada por la presión del fluido para expulsar una corta ráfaga de fluido en forma de spray o gotas individuales. Una pluma estilográfica con punta de plumilla es un ejemplo de material de mecha. Una manguera es un ejemplo de flujo de fluido. Una bomba de ráfagas cortas es un ejemplo de expulsión de gotas o rocío.

Las boquillas pueden ser de cualquier material y pueden ser de una sola boquilla con una cámara de fluido o de varias boquillas con cámaras de uno o varios fluidos. Los productos de las impresoras de chorro de tinta actuales pueden ser cualquier variación de estos estilos de chorro de tinta.

El material de la tinta para los chorro de tinta sólo necesita tener una viscosidad lo suficientemente baja como para permitir que el fluido pase a través de la abertura de la boquilla. Los materiales pueden fundirse para que sean líquidos. Se denominan tintas termofusibles. En todos los casos, las tintas de inyección de tinta deben ser tridimensionales en la superficie impresa para producir un componente de altura Z para un objeto 3D.

La inyección de tinta fue pionera en Teletype, que introdujo la teleimpresora Inktronic de tiro electrostático en 1966. La impresora contaba con 40 chorros que ofrecían una velocidad innovadora de 120 caracteres por segundo.

Los chorros de tinta continuos fueron populares en los años 1950-1960 antes de que se inventaran los chorros de tinta Drop-On-Demand en 1972. Las tintas continuas tridimensionales eran a base de cera y aleaciones metálicas de baja temperatura. La impresión con estas tintas termofusibles producía caracteres alfanuméricos sólidos y tridimensionales, pero nadie los reconocía como impresión tridimensional. En 1971, un joven ingeniero, Johannes Gottwald, patentó un grabador de metal líquido que imprimía grandes caracteres en metal para señalización, pero Teletype Corp ignoró el descubrimiento. El braille se imprimió con tintas de cera, pero nunca se comercializó en la década de 1960.

Los inyectores de tinta «gota a gota» (DOD) se inventaron en 1972 utilizando la tecnología piezoeléctrica «squeeze» para bombear una gota por cada apretón. En estos primeros chorros DOD sólo se utilizaban tintas a base de agua. Se experimentó con muchas formas de orificio, diámetros y múltiples orificios de boquilla por tubo de inyección de tinta. Los chorros de tinta de una sola boquilla se llamaron «chorros Alpha» en Exxon Office Systems, donde la impresión fue investigada por muchos de los primeros inventores que fueron contratados para mejorar la impresión. El chorro Alpha fue rechazado por ser demasiado complejo. Este grupo diseñó e incorporó los cabezales de impresión multichorro.

Una pequeña empresa de New Hampshire, R.H. Research, propiedad de Robert Howard, investigó la impresión entre 1982 y 1983 y decidió que el chorro de tinta de una sola boquilla era una posible opción y se puso en contacto con un inventor de Exxon que nombró a Al Hock como una buena opción para este proyecto. Al Hock invitó a Tom Peer y a Dave Lutz a reunirse con él en New Hampshire para estudiar esta nueva empresa y aceptaron la oferta de trabajo. Dave Lutz se puso en contacto con dos personas que trabajaban en Exxon, Jim y Kathy McMahon, y también aceptaron la oferta de ser fundadores de esta empresa que más tarde se llamaría Howtek, Inc. En pocos meses, los jets Alpha fabricados por el nuevo equipo de Howtek funcionaban bien. La dirección de Howtek decidió cambiar las boquillas de vidrio por Tefzel basándose en los resultados de las pruebas de inyección de tinta. Tefzel permitió que el chorro de tinta trabajara a alta temperatura con las nuevas tintas termoplásticas Hot-melt y funcionara sin vibraciones en la estructura de la boquilla que generaran gotas perdidas. Cada apretón produjo una gota en un rango de frecuencia de 1 a 16.000 gotas por segundo. Las boquillas se podían fabricar y nació el Pixelmaster. Había 32 boquillas individuales de inyección de tinta por cabezal, que imprimían 4 colores (8 chorros por color) CMYK. El mecanismo era un cabezal de impresión que giraba a 121 rpm y colocaba gotas de tamaño y forma uniformes con precisión en su lugar como impresión sustractiva de texto e imágenes en color para la industria gráfica. Esta tecnología de tintas termofusibles que imprimen capas de CMYK fue la precursora de una patente en 3D de Richard Helinski. Unos años más tarde (1993) la patente fue licenciada primero por Sanders Prototype, Inc, (renombrada como Solidscape, Inc) un fabricante de la primera impresora de prototipos rápidos de sobremesa de la industria, la Modelmaker 6 Pro. Esta impresora y los productos más recientes utilizan estos inyectores de tinta de estilo Howtek y tintas termoplásticas. Los modelos impresos con el termoplástico eran perfectos para la fundición a la cera perdida, sin cenizas durante el quemado. La impresión de gotas de tinta termoplástica es exacta y precisa, proporcionando modelos de alta calidad de acabado superficial populares entre los joyeros y los diseñadores de CAD sensibles a los detalles. Las impresoras de tinta Howtek, diseñadas para imprimir una página en 4 minutos, ahora imprimían en algunos casos durante 4 días seguidos. La primera impresora se vendió en 1993 a Hitchner Corporations, Metal Casting Technology R&D group donde imprimen cabezas de palos de golf y piezas para motores de automóviles.

Extrusión de materialEditar

Representación esquemática de la deposición por extrusión; un filamento a) de material plástico se introduce a través de un cabezal móvil b) calentado que lo funde y lo extruye depositándolo, capa tras capa, en la forma deseada c). Una plataforma móvil e) desciende después de depositar cada capa. Para este tipo de tecnología se necesitan estructuras de soporte verticales d) adicionales para sostener las piezas que sobresalen

Artículo principal: Modelado por deposición fundida
Reproducir medios de comunicación

Un vídeo en timelapse de un modelo de robot (logotipo de la revista Make) que se imprime utilizando FDM en una impresora RepRapPro Fisher.

La fabricación con filamento fundido (FFF), también conocida bajo el término comercial de modelado por deposición fundida (FDM), se deriva del sistema de soldadura automática de láminas de polímero con aire caliente, el encolado en caliente y la deposición automática de juntas. Este principio fue desarrollado por S. Scott Crump a finales de los años 80 y fue comercializado en 1990 por Stratasys. Tras la expiración de la patente de esta tecnología, se desarrolló una gran comunidad de desarrollo de código abierto y aparecieron variantes comerciales y de bricolaje que utilizaban este tipo de impresora 3D, conocidas como el proyecto RepRap (por self-replicating rapid prototyper). Como resultado, el precio de esta tecnología ha bajado dos órdenes de magnitud desde su creación, y se ha convertido en la forma más común de impresión 3D.

En el modelado por deposición fundida, el modelo o pieza se produce mediante la extrusión de pequeñas perlas o corrientes de material que se endurecen inmediatamente para formar capas. Un filamento de termoplástico u otro material o mezcla de bajo punto de fusión se introduce en un cabezal de boquilla de extrusión (extrusor de la impresora 3D), donde el filamento se calienta hasta su temperatura de fusión y se extruye en una mesa de construcción. Más recientemente, se ha desarrollado la deposición de pellets fundidos (o deposición de partículas fundidas), en la que las partículas o pellets de plástico sustituyen la necesidad de utilizar filamento. El cabezal de la boquilla calienta el material y activa y desactiva el flujo. Normalmente se emplean motores paso a paso o servomotores para mover el cabezal de extrusión y ajustar el flujo. La impresora suele tener 3 ejes de movimiento. Se utiliza un paquete de software de fabricación asistida por ordenador (CAM) para generar el código G que se envía a un microcontrolador que controla los motores.

El plástico es el material más común para este tipo de impresión. Pueden utilizarse varios polímeros, como el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), el policarbonato (PC), el ácido poliláctico (PLA), el polietileno de alta densidad (HDPE), el PC/ABS, la polifenilsulfona (PPSU) y el poliestireno de alto impacto (HIPS). En general, el polímero se presenta en forma de filamento fabricado a partir de resinas vírgenes. Existen múltiples proyectos en la comunidad de código abierto destinados a transformar los residuos de plástico postconsumo en filamento. Se trata de máquinas utilizadas para triturar y extrudir el material plástico en filamento, como los recyclebots. Además, los fluoropolímeros, como los tubos de PTFE, se utilizan en el proceso debido a la capacidad del material para soportar altas temperaturas. Esta capacidad es especialmente útil en la transferencia de filamentos.

Medios de reproducción

Impresora de vidrio 3D, depositando vidrio fundido

Tanto el metal como el vidrio pueden ser utilizados para la impresión 3D también, aunque son mucho más caros y generalmente se utilizan para obras de arte. Sin embargo, el desarrollo de WAAM (fabricación aditiva por arco de alambre) ha reducido los costes de la impresión 3D en metal.

La FDM está algo restringida en cuanto a la variación de las formas que se pueden fabricar. Por ejemplo, la FDM normalmente no puede producir estructuras parecidas a las estalactitas, ya que no tendrían soporte durante la fabricación. Si no, hay que diseñar un soporte fino en la estructura, que puede romperse durante el acabado. Normalmente, el software que convierte el modelo 3D en un conjunto de capas planas, llamado slicer, se encarga de añadir estos soportes y algunos otros recursos para permitir la fabricación de este tipo de formas.

Fusión de lechos de polvoEditar

Representación esquemática del aglutinamiento granular: un cabezal móvil a) aglutina selectivamente (dejando caer cola o mediante sinterización láser) la superficie de un lecho de polvo e); una plataforma móvil f) baja progresivamente el lecho y el objeto solidificado d) descansa dentro del polvo no aglutinado. Se añade continuamente nuevo polvo al lecho desde un depósito de polvo c) mediante un mecanismo de nivelación b)

Otro enfoque de impresión 3D es la fusión selectiva de materiales en un lecho granular. La técnica fusiona partes de la capa y luego se mueve hacia arriba en el área de trabajo, añadiendo otra capa de gránulos y repitiendo el proceso hasta que la pieza se haya construido. Este proceso utiliza los medios no fundidos para soportar los salientes y las paredes finas de la pieza que se está produciendo, lo que reduce la necesidad de soportes auxiliares temporales para la pieza. Por ejemplo, en el sinterizado térmico selectivo, un cabezal de impresión térmico aplica calor a las capas de termoplástico en polvo; cuando se termina una capa, el lecho de polvo se desplaza hacia abajo, y un rodillo automatizado añade una nueva capa de material que se sinteriza para formar la siguiente sección transversal del modelo; el uso de un cabezal de impresión térmico menos intenso en lugar de un láser, hace que esta sea una solución más barata que el uso de láseres, y puede reducirse a tamaños de escritorio.

La Sinterización Láser Selectiva (SLS) fue desarrollada y patentada por el Dr. Carl Deckard y el Dr. Joseph Beaman en la Universidad de Texas en Austin a mediados de la década de 1980, bajo el patrocinio de DARPA. Un proceso similar fue patentado sin ser comercializado por R. F. Housholder en 1979.

La fusión selectiva por láser (SLM) no utiliza la sinterización para la fusión de los gránulos de polvo, sino que funde completamente el polvo utilizando un láser de alta energía para crear materiales totalmente densos en un método por capas que tiene propiedades mecánicas similares a las de los metales fabricados de forma convencional.

La fusión por haz de electrones (EBM) es un tipo similar de tecnología de fabricación aditiva para piezas metálicas (por ejemplo, aleaciones de titanio). La EBM fabrica piezas fundiendo el polvo metálico capa por capa con un haz de electrones en un alto vacío. A diferencia de las técnicas de sinterización de metales que operan por debajo del punto de fusión, las piezas de EBM no presentan vacíos.

Binder jettingEditar

La técnica de impresión 3D de binder jetting consiste en la deposición de un agente adhesivo aglutinante sobre capas de material, normalmente en polvo. Los materiales pueden ser de base cerámica o metálica. Este método también se conoce como sistema de impresión 3D por chorro de tinta. Para producir la pieza, la impresora construye el modelo mediante un cabezal que se desplaza sobre la base de la plataforma y deposita, capa a capa, extendiendo una capa de polvo (yeso, o resinas) e imprimiendo un aglutinante en la sección transversal de la pieza mediante un proceso similar al de la inyección de tinta. Esto se repite hasta que se han impreso todas las capas. Esta tecnología permite imprimir prototipos a todo color, voladizos y piezas de elastómero. La resistencia de las impresiones de polvo adherido puede mejorarse con la impregnación de cera o polímero termoestable.

EstereolitografíaEditar

Representación esquemática de la fotopolimerización; un dispositivo emisor de luz a) (láser o DLP) ilumina selectivamente el fondo transparente c) de un depósito b) lleno de una resina líquida fotopolimerizable; la resina solidificada d) es arrastrada progresivamente hacia arriba por una plataforma elevadora e)

Artículo principal: Estereolitografía

El proceso de estereolitografía (SLA) se basa en el curado por luz (fotopolimerización) de materiales líquidos en una forma sólida; fue patentado en 1986 por Chuck Hull.

En este proceso se expone una cuba de polímero líquido a una iluminación controlada (como un láser o un proyector de luz digital) en condiciones de luz segura. Lo más habitual es que el polímero líquido expuesto se endurezca a través de la reticulación impulsada por la reacción de adición de dobles enlaces de carbono en los acrilatos. La polimerización se produce cuando los fotopolímeros se exponen a la luz cuando los fotopolímeros contienen cromóforos, de lo contrario, se utiliza la adición de moléculas que son fotosensibles para reaccionar con la solución y comenzar la polimerización. La polimerización de los monómeros conduce a la reticulación, que crea un polímero. A través de estos enlaces covalentes, se modifica la propiedad de la solución. A continuación, la placa de construcción se mueve hacia abajo en pequeños incrementos y el polímero líquido se expone de nuevo a la luz. El proceso se repite hasta que se ha construido el modelo. A continuación, el polímero líquido se drena de la cuba, dejando el modelo sólido. La EnvisionTEC Perfactory es un ejemplo de sistema de prototipado rápido DLP.

Los sistemas de impresión por chorro de tinta, como el sistema Objet PolyJet, rocían materiales de fotopolímero sobre una bandeja de construcción en capas ultrafinas (entre 16 y 30 µm) hasta completar la pieza. Cada capa de fotopolímero se cura con luz ultravioleta después de ser inyectada, produciendo modelos totalmente curados que pueden manipularse y utilizarse inmediatamente, sin necesidad de poscurado. El material de soporte de tipo gel, que está diseñado para soportar geometrías complicadas, se retira a mano y por chorro de agua. También es adecuado para los elastómeros. Hay otro tipo de sistema de impresión por chorro de tinta disponible en el mercado que puede imprimir un fotopolímero por capas, con curado UV intermedio, para producir lentes correctivas oftálmicas. En este caso no se necesitan estructuras de soporte, ya que las lentes oftálmicas no necesitan salientes. Luxexcel, una empresa holandesa, ha comercializado esta tecnología y plataforma de impresión.

Las características ultrapequeñas pueden realizarse con la técnica de microfabricación 3D utilizada en la fotopolimerización multifotónica. Este método utiliza un láser enfocado para trazar el objeto 3D deseado en un bloque de gel. Debido a la naturaleza no lineal de la fotoexcitación, el gel se cura hasta convertirse en un sólido sólo en los lugares donde se enfocó el láser, mientras que el resto del gel se lava. Se pueden producir fácilmente elementos de menos de 100 nm, así como estructuras complejas con partes móviles y entrelazadas.

Otro método utiliza una resina sintética que se solidifica mediante LEDs.

En la estereolitografía basada en la proyección de imágenes de máscara, un modelo digital en 3D se corta mediante un conjunto de planos horizontales. Cada corte se convierte en una imagen de máscara bidimensional. A continuación, la imagen de la máscara se proyecta sobre una superficie de resina líquida fotocurable y se proyecta luz sobre la resina para curarla con la forma de la capa. La técnica se ha utilizado para crear objetos compuestos por múltiples materiales que se curan a diferentes velocidades. En los sistemas de investigación, la luz se proyecta desde abajo, lo que permite extender rápidamente la resina en capas finas y uniformes, reduciendo el tiempo de producción de horas a minutos. Los dispositivos disponibles en el mercado, como Objet Connex, aplican la resina a través de pequeñas boquillas.

La producción continua de interfaz líquida (CLIP) es otra forma de fabricación aditiva que utiliza el proceso de fotopolimerización basado en DLP para crear objetos sólidos de lados lisos de una amplia variedad de formas. El proceso continuo de CLIP comienza con una piscina de resina líquida de fotopolímero. Una parte del fondo de la piscina es transparente a la luz ultravioleta (la «ventana»). Al igual que los sistemas DLP anteriores, el haz de luz ultravioleta brilla a través de la ventana, iluminando la sección transversal precisa del objeto. La luz hace que la resina se solidifique. El objeto se eleva lo suficientemente lento como para permitir que la resina fluya por debajo y mantenga el contacto con la parte inferior del objeto. CLIP es diferente de los procesos DLP tradicionales, debido a una membrana permeable al oxígeno que se encuentra debajo de la resina, creando una «zona muerta» (interfaz líquida persistente) que impide que la resina se adhiera a la ventana (la fotopolimerización se inhibe entre la ventana y el polimerizador).

A diferencia de la estereolitografía, el proceso de impresión es considerado continuo por sus fundadores y considerablemente más rápido que los procesos DLP tradicionales, permitiendo la producción de piezas en minutos en lugar de horas.

Recientemente, el uso de técnicas de impresión 3D estereoligráfica se ha desarrollado aún más para permitir la fabricación aditiva de materiales cerámicos. El éxito de la impresión 3D de cerámica mediante estereoligrafía se consigue mediante la fotopolimerización de polímeros precerámicos para obtener cerámicas basadas en el silicio de una clase conocida más ampliamente como cerámicas derivadas de polímeros, incluyendo el carburo de silicio y el oxicarburo de silicio.

La litografía axial computarizadaEditar

La litografía axial computarizada es un método de impresión 3D basado en la inversión del principio de la tomografía computarizada (TC) para crear impresiones en resina fotocurable. Fue desarrollado por una colaboración entre la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore. A diferencia de otros métodos de impresión 3D, no construye modelos mediante el depósito de capas de material, como el modelado por deposición fundida y la estereolitografía, sino que crea objetos mediante una serie de imágenes 2D proyectadas sobre un cilindro de resina. Destaca por su capacidad para construir objetos mucho más rápidamente que otros métodos que utilizan resinas y por la posibilidad de incrustar objetos dentro de las impresiones.

Fabricación aditiva líquidaEditar

La fabricación aditiva líquida (LAM, por sus siglas en inglés) es una técnica de fabricación aditiva que deposita un material líquido o altamente viscoso (por ejemplo, caucho de silicona líquido) en una superficie de construcción para crear un objeto, que luego se vulcaniza utilizando calor para endurecerlo. El proceso fue creado originalmente por Adrian Bowyer y luego fue desarrollado por el RepRap alemán.

LaminaciónEditar

Artículo principal: Fabricación de objetos laminados

En algunas impresoras se puede utilizar papel como material de construcción, lo que supone un menor coste de impresión. Durante la década de 1990, algunas empresas comercializaron impresoras que cortaban secciones transversales de papel especial recubierto de adhesivo utilizando un láser de dióxido de carbono y luego las laminaban.

En 2005, Mcor Technologies Ltd desarrolló un proceso diferente que utiliza hojas ordinarias de papel de oficina, una cuchilla de carburo de tungsteno para cortar la forma y la deposición selectiva de adhesivo y presión para unir el prototipo.

También hay una serie de empresas que venden impresoras que imprimen objetos laminados utilizando hojas finas de plástico y metal.

Artículo principal: Consolidación por ultrasonidos

La consolidación por ultrasonidos (UC) o fabricación aditiva por ultrasonidos (UAM) es una técnica de fabricación aditiva o impresión 3D a baja temperatura para metales.

Deposición de energía dirigida (DED)Editar

Deposición de energía dirigida alimentada por polvoEditar

En la deposición de energía dirigida alimentada por polvo, se utiliza un láser de alta potencia para fundir el polvo metálico suministrado al foco del rayo láser. El rayo láser suele pasar por el centro del cabezal de deposición y se enfoca en un pequeño punto mediante una o varias lentes. La construcción se produce en una mesa X-Y que es impulsada por una trayectoria de la herramienta creada a partir de un modelo digital para fabricar un objeto capa por capa. El cabezal de deposición se mueve verticalmente a medida que se completa cada capa. El polvo metálico se suministra y distribuye alrededor de la circunferencia del cabezal o puede ser dividido por un colector interno y suministrado a través de boquillas dispuestas en varias configuraciones alrededor del cabezal de deposición. A menudo se utiliza una cámara hermética llena de gas inerte o un gas inerte local para proteger el baño de fusión del oxígeno atmosférico para controlar mejor las propiedades del material. El proceso de energía dirigida alimentado con polvo es similar al Sinterizado Láser Selectivo, pero el polvo metálico se aplica sólo donde se está añadiendo material a la pieza en ese momento. El proceso admite una amplia gama de materiales, como el titanio, el acero inoxidable, el aluminio y otros materiales especiales, así como los compuestos y el material funcionalmente graduado. El proceso no sólo puede construir completamente nuevas piezas metálicas, sino que también puede añadir material a las piezas existentes, por ejemplo, para aplicaciones de revestimiento, reparación y fabricación híbrida. LENS (Laser Engineered Net Shaping), que fue desarrollado por Sandia National Labs, es un ejemplo del proceso Powder Fed – Directed Energy Deposition para la impresión 3D o la restauración de piezas metálicas.

Procesos de alambre metálicoEditar

Los sistemas de alimentación de alambre basados en láser, como el Laser Metal Deposition-wire (LMD-w), alimentan el alambre a través de una boquilla que es fundida por un láser utilizando un blindaje de gas inerte en un entorno abierto (gas que rodea al láser), o en una cámara sellada. La fabricación de forma libre con haz de electrones utiliza una fuente de calor de haz de electrones dentro de una cámara de vacío.

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