Desde su objetivo de «Imprimir virtualmente cualquier cosa que se le ocurra a la mente», las impresoras 3D conquistaron el mercado comercial. Desde entonces, estas impresoras están disponibles como investigación y herramientas para la comodidad y conveniencia de los residentes comunes. Como la gente predice que las impresoras 3D serán un elemento cotidiano en el futuro, encontrar medios para mejorar el aparato se ha convertido en una carrera en nombre de la ciencia. En el espectro de entrada de esta tecnología, todos recurren a los sensores en busca de mejoras. Los innovadores preguntan constantemente: «¿Cómo pueden los sensores mejorar las impresoras 3D?»
Precisión y exactitud de puntos
La búsqueda de una impresión mucho más precisa y exacta es uno de los muchos problemas a los que se enfrentan actualmente las impresoras 3D. Debido a que solo recientemente los fabricantes comercializaron estas impresoras en el mercado, el producto todavía sufre de inconsistencias esporádicas. Algunos van tan lejos como para decir que han hecho más calibración de lo que imprimen.
También hay mucho trabajo por hacer en términos de precisión. Debido a los instrumentos y la tecnología actualmente disponibles, hay pocas esperanzas de imprimir objetos minúsculos, y mucho menos detalles diminutos. En el espectro opuesto de tamaños, los usuarios también exigen precisión en los resultados en grandes temas de impresión. El aliasing parece ser un problema importante, especialmente incluso en los planos de CAD más precisos y detallados.
En línea con este problema, los innovadores se están convirtiendo en sensores para encontrar soluciones. Los científicos e innovadores esperan mejorar la exactitud y precisión de las impresoras 3D. Los diseños asistidos por computadora del software CAD tendrán una resolución más clara durante el proceso de impresión. En teoría, los microsensores que interactúan con el sistema también permitirán exactitud y precisión en impresiones pequeñas. Los sensores, en general, también pueden ayudar con las IA robóticas y el software, ya que pueden refinar la orientación que pueden brindar los sensores de proximidad disponibles en el mercado.
Recalibración
La calibración es una de las tareas más tediosas en el mantenimiento de impresoras 3D, más aún si se trata de una impresora FDM. Además de la necesidad constante de aumentar la configuración, hay más componentes de impresión en un dispositivo que necesitan calibración. Esto significa que un usuario no puede calibrar solo una pieza, sino muchas piezas para que la impresora funcione como se espera.
Entre estos componentes que necesitan una recalibración constante también se encuentra una de las piezas importantes del hardware: la cama de impresión. La mayoría de las veces, la impresión de la cama requiere calibración y los usuarios las realizan antes de usar la impresora. Esto se debe a que la plataforma necesita nivelarse en todos los lados, de lo contrario, la impresión dará resultados inclinados.
Los usuarios también deben calibrar las extrusoras y sus motores paso a paso. Garantiza que la boquilla se extruirá correctamente en la ubicación especificada. Aparte de eso, también hay ejes de impresora que el usuario debe calibrar digitalmente en su software.
Con la ayuda de los sensores, la calibración se convierte en una tarea sencilla, si no automatizada. Los sensores de proximidad ayudan a calibrar la plataforma de impresión al detectarla correctamente. Otros sensores, como los infrarrojos, ayudan a medir la distancia de las extrusoras a otros puntos de la impresora.
Mapeo 3D
Los sensores en una impresora 3D no son más que termistores, que son sensores que detectan el calor. Algunos proyectos de bricolaje instalan sensores de proximidad para nivelar su cama de impresión. Sin embargo, así es como el usuario de la impresora utiliza los sensores. Son muchos los usos que los sensores pueden aportar a la hora de mejorar las impresoras 3D.
Hay potenciales que los innovadores están tratando de ver cuando maximizan el uso de varios sensores en el sistema de impresión. Los sensores que emiten distintas longitudes de onda, como infrarrojos y ultrasónicos, detectan objetos cuando están dentro del alcance. Por muy diferentes que funcionen estos dos sensores de distancia, ambos dispositivos aún realizan sus funciones midiendo la distancia y produciendo salidas.
Los científicos postulan que un uso práctico de los sensores es guiar el software de impresión y su extrusor al lugar adecuado para fusionar materiales. Potentes sensores pueden obtener datos exactos a través de la detección precisa de la presencia del material de impresión, incluso acumulándolos en el proceso de escaneo del objeto. El escaneo es un mapeo 3D del objeto.
El mapeo 3D de un objeto trae muchos beneficios cuando está en uso. La impresora puede escanear el objeto impreso y evaluar su rendimiento de impresión. Una impresora también puede verificar el estado del proceso de impresión y proyectarlo en tiempo real. Esto puede ser esencialmente útil cuando se detectan deformidades durante el proceso de impresión que los ojos no pueden ver.
Medidas de refinamiento
Otra característica que los innovadores pretenden aportar a la impresión 3D es el refinamiento. El refinamiento es donde la impresora talla minuciosamente el objeto impreso. Piense en ello como la función de la extrusora de impresión: disminuye la masa del objeto impreso. Por lo tanto, este cincelado efectivo funciona como toques finales para curvas con aliasing evidente.
Pero para que el sistema de impresión refine de manera efectiva las áreas adecuadas del objeto, primero necesita conocer su ubicación con precisión. El sistema de impresión también necesita mapear las diversas profundidades y grietas del objeto. Aquí es donde entran en juego los sensores. Si los científicos pueden encontrar una manera de montar sensores en el sistema, ahora pueden alimentar el software con datos a través de su mapeo 3D del objeto.
Versatilidad de materiales
La gran diferencia en el proceso de impresión es por qué existen varios tipos de impresoras 3D. Por ejemplo, la impresora más común del mercado, el modelado por deposición fundida o FDM, utiliza un calor tolerable para derretir el material plástico. Los extrusores mantienen el calor regulado para derretir el plástico pero no quemarlo.
Pero para las impresoras 3D para resinas y metales, la temperatura puede no ser suficiente para fusionar materiales de impresión hechos de resina o metal. Una impresora específica como la estereolitografía utiliza luces potentes que endurecen una sustancia líquida como la resina en la forma deseada. Las impresoras sinterizadas por láser, a su vez, emiten láseres de alta energía que derriten rápidamente los metales en polvo y los fusionan de una sola vez.
En las piezas y componentes de impresión 3D comunes, las personas rara vez veían diferentes materiales en la impresión en capas. La razón de esto es lo difícil que es fusionar el proceso de impresión de cada material en una sola sesión de impresión.
Con varios sensores instalados, los innovadores sueñan con especificar una impresora para imprimir diferentes materiales. Los sensores ayudan tanto a la computadora como al usuario con los materiales utilizados a través de la detección. Esto mejora así la precisión del sistema en la impresión por capas. Los principales fabricantes, como OMCH, también tienen como objetivo proporcionar una gama confiable de sensores para ayudar a los ingenieros de impresoras 3D a alcanzar un nivel de perfección en la impresión 3D.
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