¿Cómo cortar, taladrar y soldar plástico impreso en 3D?

La impresión 3D no es un proceso perfecto. Tiene tolerancias más bajas que otros procesos CNC como el moldeo por inyección, lo que le brinda una mayor precisión.

Hay casos en los que es necesario cortar el plástico, por ejemplo, para eliminar soportes o cualquier exceso de material. Podría ser que su diseño deba tener agujeros o dientes, como cuando se diseña un engranaje, por ejemplo.

En los casos en los que necesita una precisión absoluta, la impresión 3D puede ser un desafío. La impresión 3D es conocida por no producir los agujeros más precisos debido al proceso de construcción capa por capa. ¿Qué hace entonces si necesita un agujero en su diseño?

Una solución común es perforar uno. Pero perforar y cortar plástico implica algunos desafíos que abordaremos hoy. En esta guía, repasamos algunos consejos que lo ayudarán a cortar o perforar con seguridad sus impresiones 3D.

La impresión 3D llegó para quedarse

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¿Se puede cortar un modelo impreso en 3D?

Los modelos 3D se pueden cortar, sin embargo, presentan ciertas características que lo dificultan. El plástico se derrite cuando se somete al calor y el corte puede producir temperaturas lo suficientemente altas como para derretir un modelo 3D. Esto es particularmente común cuando se usa una máquina cortadora que trabaja a alta velocidad. Cuanto más rápido corta, más calor genera.

Para modelos más pequeños, cortar una pequeña área de plástico no presenta demasiada dificultad. Para construcciones más grandes, el proceso se vuelve más complicado. Es muy probable que el corte a máquina produzca calor que deforme el plástico. Al mismo tiempo, cortar demasiado despacio producirá un acabado irregular en los bordes de la impresión.

Un truco particularmente efectivo para cortar plástico es socavarlo. Empiezas cortando un poco menos de lo que quieres quitar. Luego, elimina el resto del exceso limando hacia abajo en lugar de cortar.

La desventaja de este método es que podría no producir una pieza tan precisa para modelos grandes que requieren un alto nivel de precisión. Fuente

¿Puede un cortador láser cortar en 3D?

Un corte láser 2D solo cortará un solo lado de un diseño. Un corte por láser 3D, por otro lado, puede reconocer y cortar una forma tridimensional. Esto significa que puede cortar más que solo la superficie de un diseño.

Generalmente, las cortadoras láser solo cortan la superficie de un objeto. Un cortador láser tridimensional va más allá de la superficie y corta los diferentes lados de una esfera o un cubo, por ejemplo.

¿Se puede perforar un agujero en plástico impreso en 3D?

La fabricación sustractiva tiene mejores tolerancias que la fabricación añadida. Esto es especialmente cierto para perforar agujeros roscados. Si bien la perforación es posible para el plástico impreso en 3D, no produce agujeros con el mismo tipo de precisión que la fabricación sustractiva.

La perforación presenta los mismos desafíos para las impresiones 3D que el corte. Produce calor que puede derretir el plástico. También puede romper la impresión. Cuanto más gruesa es la impresión, más difícil es taladrar o cortar sin dañar la impresión.

Un consejo que puede usar para reducir la probabilidad de grietas es taladrar transversalmente o en ángulo recto con respecto a las líneas de capa en su impresión. Si bien esto no elimina la posibilidad de que se agriete, perforar a lo largo de las líneas de las capas o «con el grano» tiene una mayor probabilidad de dividir la impresión.

Otra forma de tratar de reducir el agrietamiento es comenzar perforando un orificio más pequeño de lo que necesita y luego expandir gradualmente el diámetro. La perforación directa de un orificio de gran diámetro aumenta la probabilidad de división.

¿Cómo se cortan las piezas impresas en 3D juntas?

La soldadura de piezas impresas en 3D es una técnica útil para reparar huecos. Una forma común de hacer esto es con un taladro eléctrico. Aquí, el taladro empuja el plástico que actúa como broca hacia el hueco. Mientras se empuja el plástico, la fricción hace que el plástico se caliente, se ablande y se suelde en la pieza receptora.

Esta es una técnica tomada de la metalurgia, pero funciona igual de bien para las impresiones en 3D. Funciona mejor para filamentos de baja temperatura como el PLA y es una excelente alternativa al uso de superpegamento para unir partes. Es especialmente útil para juntas que no tienen suficiente espacio para el pegamento o para formas complejas.

Para soldar con un taladro eléctrico:

  • Inserte una pieza recta de filamento de entre 15 y 30 mm en el taladro con una pinza. Cuanto más largo sea el filamento, más complicado será controlarlo. Precaliente el filamento con un secador de pelo para enderezar las curvas.
  • Perfore mientras mantiene una velocidad constante que no sea demasiado lenta o rápida.
  • Mantenga suficiente presión para penetrar el plástico.
  • Mueva el taladro en el sentido de las agujas del reloj en la costura.
  • También le recomendamos que consulte nuestra publicación “¿Se puede empalmar el filamento de la impresora 3D? ¡Cómo unir filamentos 3D!“

    ¿La impresión 3D se rompe fácilmente?

    La impresión 3D es una forma de fabricación aditiva. Este es un proceso en el que las piezas se construyen en capas posteriores que se unen entre sí. Los procesos de fabricación sustractiva parten de un material sólido del que se corta una pieza.

    La construcción capa por capa de la impresión 3D produce piezas más débiles con una mayor propensión a romperse en comparación con el material de bloque sólido de la fabricación sustractiva.

    Las piezas impresas en 3D carecen de la fuerza, el impacto y la resistencia al calor que le brindarán los procesos de fabricación sustractivos. Todavía hay una brecha sustancial para lograr la misma durabilidad con la impresión 3D que encontrará con la fabricación sustractiva.

    ¿Qué proceso de impresión 3D produce piezas más resistentes?

    Otro factor a considerar es qué tecnología de impresión 3D utilizar. La fuerza varía con la tecnología utilizada.

    Modelado de deposición fundida (FDM)

    La impresión FDM utiliza filamento para producir una impresión. Hay dos puntos principales a considerar al evaluar la fuerza de la impresión FDM. En primer lugar, la fuerza en una impresión FDM depende de la orientación de la construcción. Una impresión FDM no será uniformemente fuerte en sus ejes X, Y y Z.

    Sin embargo, dicho esto, la impresión FDM tiene una amplia gama de materiales fuertes que incluyen nailon, policarbonato y metal para compensar.

    Estereolitografía (SLA)

    La impresión SLA utiliza resina para producir una impresión. La ventaja distintiva que SLA tiene sobre la impresión FDM es que las impresiones SLA son isotrópicas. A diferencia de las piezas impresas con FDM, la resistencia es independiente de la orientación de la construcción, por lo que es igual en los ejes X, Y y Z.

    Sin embargo, dicho esto, no hay resina que pueda producir piezas con una resistencia similar a la de los filamentos como el policarbonato o los compuestos.

    Cómo mejorar la fuerza de las impresiones 3D

    El primer paso sería usar un filamento fuerte como policarbonato o metal. Otros pasos que puede tomar incluyen:

  • Imprima con un porcentaje de relleno más alto. La densidad de relleno determina cuán hueca o sólida es su impresión. Cuanto más alto es el relleno, más sólido es. Cuanto más sólida sea su impresión, más fuerte será. Una regla general es usar un relleno del 50 por ciento. El uso de un relleno más alto aumentará marginalmente la resistencia, pero a expensas de usar más material y reducir la velocidad de impresión.
  • Imprime con paredes más gruesas. El grosor de la carcasa es el grosor de las paredes exteriores de una impresión y también influye en la fuerza y ​​la resistencia al impacto.
  • Orienta tu impresión correctamente. Las piezas impresas con FDM son más fuertes cuando se cargan o se someten a tensión mecánica a lo largo del grano. Este es el plano paralelo a su cama de impresión. Tener esto en cuenta al diseñar e imprimir mejora la fuerza de su impresión.
  • También le recomendamos que consulte nuestra publicación “¿Cuánto peso puede soportar un objeto impreso en 3D? ¿Puedes hacerlo más fuerte?” & “¿Qué tan frágiles son las impresoras y las impresiones? ¿Se rompen fácilmente? (Factores contribuyentes)»