La fabricación aditiva o impresión 3D, como se la conoce más comúnmente, existe desde hace 35 años. Los procesos de fabricación sustractiva se han utilizado durante más de 90 años. ¡La fabricación sustractiva ha tenido casi tres veces más tiempo para desarrollarse!
La impresión 3D se ha desarrollado rápidamente en el tiempo relativamente corto que ha estado en uso. Pero una de las preguntas que surgen con frecuencia es cómo se comparan los artículos impresos en 3D con los artículos fabricados mediante métodos de fabricación tradicionales. ¿Son los objetos impresos en 3D tan fuertes como sus contrapartes tradicionales?
Esta es la pregunta que queremos explorar. ¿Qué tan duraderos son los artículos impresos en 3D y cuáles son los límites de la impresión en 3D?
¿Qué tan fuerte es un objeto impreso en 3D?
El defecto de la impresión 3D y la razón por la que produce piezas más débiles radica en la creación de objetos en capas. Las capas hacen que el objeto sea sustancialmente más débil, ya que es más probable que se divida a lo largo de las líneas de las capas.
La impresión 3D llegó para quedarse
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Esto es más un problema con la impresión FDM donde las capas se unen mecánicamente. La impresión con resina produce objetos más fuertes ya que las capas se unen a nivel químico.
¿Cuánto peso aguantará el PLA?
El material PLA regular tiene una resistencia a la tracción de alrededor de 7250 psi (50 MPa). Tiene una carga máxima de peso de casi 790 libras. Las variantes como PLA Plus contienen aditivos que les dan mayor resistencia, por lo que tendrán una mayor carga de peso. Si bien pueden ser más fuertes, sin embargo, son más difíciles de imprimir. Sin embargo, se espera que un artículo impreso en 3D hecho de PLA aguante entre 34 kg y 75 kg, según la impresión en sí y el tipo de PLA utilizado.
Aquí hay un video corto que prueba la fuerza del PLA y varios tipos de cargas,
La facilidad de uso es una de las características clave del PLA. Por eso es más popular que un filamento más resistente como el ABS o el nailon. Puede hacer que sus impresiones PLA sean mucho más fuertes y aguanten más peso.
¿Cómo hacer que las impresiones 3D sean más fuertes?
Las impresoras tienen varias configuraciones que pueden determinar cómo resulta su impresión.
Aumenta el relleno
La densidad de relleno es cuán hueca o llena está su impresión. Cuando disminuye la densidad de relleno, hace que su impresión sea más hueca. Cuanto más hueco esté, más débil será. Dicho esto, aumentar el relleno consume más material, por lo que debe encontrar un equilibrio entre el relleno y la cantidad de material que desea gastar.
El patrón de relleno es el patrón utilizado en su relleno. Algunos patrones de uso común incluyen un patrón hexagonal, triangular y rectangular. Los triángulos son la forma más fuerte, por lo que en la mayoría de los casos, un patrón de relleno triangular producirá la impresión más fuerte.
Ajustar el grosor de la carcasa
El grosor de la carcasa es el grosor de las capas exteriores de su modelo. Cuanto más gruesas sean sus paredes, más fuerte será su impresión. Sin embargo, esto también requiere más material.
Usa diferentes materiales
El material que uses tendrá la mayor influencia en qué tan fuerte resulte. Los filamentos de carbono y metal son mucho más resistentes que los PLA, ABS o PETG estándar. Sin embargo, son mucho más difíciles de trabajar. Si decide usar un filamento de metal, necesitará usar una boquilla de acero más dura, por ejemplo.
Las resinas también difieren en la resistencia de sus materiales. Las resinas industriales de grado profesional son más fuertes y producirán piezas más duraderas que una resina estándar. Al igual que los filamentos más duros como el carbono, las resinas profesionales son más difíciles de usar.
Aplicar Super Glue o Epoxi
Es posible mejorar drásticamente la resistencia de los elementos impresos en 3D revistiéndolos con Super Glue o, para facilitar la aplicación, con epoxi. Mira el video debajo de los detalles,
¿Qué tan duraderos son los artículos impresos en 3D?
La durabilidad de los artículos impresos en 3D depende principalmente de la materia prima utilizada. Ciertos tipos de materiales son más fuertes. Generalmente, la resina produce artículos más fuertes. El filamento ABS producirá elementos más duraderos que el PLA, mientras que el nailon producirá elementos aún más resistentes que el ABS.
¿Resina o filamento?
El filamento es mucho más fácil de usar, de ahí la popularidad de las impresoras FDM. La impresión de resina es más práctica y requiere un procesamiento posterior prolongado. Sin embargo, la impresión con resina produce objetos que son más duraderos en comparación con la impresión con filamento.
Esto se debe a que el filamento se une a un nivel mecánico, mientras que la resina se une a un nivel químico. La unión mecánica crea piezas que tienen una mayor probabilidad de separarse donde se unen las capas. Fuente
Esto también depende del tipo de resina y filamento. Por ejemplo, un filamento relleno de metal te dará más resistencia y durabilidad que una resina estándar.
¿Cuáles son los límites de los artículos impresos en 3D?
Los métodos de fabricación tradicionales producen piezas más fuertes que la impresión 3D. Producir un acabado refinado requiere más trabajo con la impresión 3D. Posiblemente, la mayor limitación de la impresión 3D es el tiempo que lleva producir un solo modelo. Dependiendo de la complejidad y el tamaño del modelo, la producción de una impresión puede demorar entre 30 minutos y varios días.
La impresión 3D es todavía una tecnología relativamente joven. Antes de que pueda competir con la fabricación tradicional, debe poder producir impresiones más fuertes a un ritmo mucho más rápido.
En la actualidad, las impresoras 3D no le brindan ni de lejos la velocidad y el volumen de la fabricación convencional. Sería casi imposible intentar producir 1000 o incluso 100 copias o unidades en un mes en una impresora 3D. Esto se puede lograr en horas usando producción convencional.