En esta publicación, analizamos cómo puede usar sus modelos impresos en 3D para hacer un molde y luego fundir en aluminio o incluso en otros metales.
Es posible fundir aluminio a partir de sus modelos impresos en 3D utilizando los siguientes métodos. El enfoque habitual sería utilizar la impresión 3D para formar un molde a partir de silicona, yeso, arena o lodo cerámico de sílice utilizando los siguientes métodos.
- Fundición PLA perdida
- Moldeo en arena
- Moldeo de silicona
- Moldura de yeso
- Moldeo de lodo de sílice (o lodo de suspensión)
Aunque este proceso en sí mismo es bastante sencillo en teoría, en la práctica se trabaja con materiales de muy alta temperatura que requieren mucha energía. Se debe tener cuidado en todo momento para asegurarse de que los materiales se manejen de manera correcta y apropiada.
El equipo de protección personal como anteojos, guantes, polainas es absolutamente obligatorio. Un extintor de incendios o una manta ignífuga también debe estar inmediatamente a mano. No podemos enfatizar lo suficiente que se debe realizar una investigación, capacitación y preparación adecuadas e invertir en equipos adecuados antes de comenzar este gratificante pasatiempo.
Hablemos con más detalle sobre las diferentes metodologías involucradas en nuestra lista. También agregaremos excelentes videos tutoriales de YouTube de algunos expertos en la materia en este campo y lo ayudaremos a evitar algunas de las trampas.
¿Qué es «Casting PLA perdido»?
Lost PLA casting es donde se utiliza una impresión 3D de un modelo hecho de PLA (ácido poliláctico) como patrón o réplica exacta de un artículo para formar un molde.
Luego se empaqueta alrededor de un material resistente al calor (como en el caso de la arena) o se vierte (como en el caso del silicio) o se puede sumergir el modelo impreso en una suspensión de sílice (como en el caso de una suspensión).
El molde normalmente tiene un punto de acceso (entrada) y salida.
El punto de acceso es donde el aluminio se vierte en el molde y, a veces, se denomina «bebedero».
El punto de salida es donde el PLA vaporizado o el exceso de aluminio sale del molde y, a veces, se denomina «elevador».
Luego, el PLA se derrite o se vaporiza del molde usando un horno o se vaporiza cuando el aluminio u otro metal se vierte en el molde.
Hay muchos materiales diferentes que se pueden usar para formar el molde alrededor del modelo impreso de PLA; analicémoslos con más detalle.
Moldeo en arena
La fundición en arena o, a veces, esto se conoce como fundición en molde de arena, es donde el modelo se coloca en un marco de madera que luego se empaqueta con un tipo especial de arena, a menudo denominada arena verde (o, a veces, «arcilla»). La arena no es realmente verde, pero la terminología ‘arena verde’ se refiere a la cantidad de contenido de humedad dentro de la arena.
Los beneficios de usar ‘Green Sand’ es que el costo relativamente no es alto y en realidad se puede reutilizar una y otra vez.
La desventaja es que Green Sand no se endurece como otros tipos de arena y, como resultado, puede desmoronarse dentro del molde. Esto podría resultar en un yeso que es inutilizable.
Aquí puede ver un video instructivo de YouTube muy informativo de RetroTech Journal que muestra el proceso de transmisión y otra información realmente útil.
Hay otros tipos de arena que se pueden usar para construir moldes alrededor de sus impresiones 3D y son:
- Vaso de agua (arena hecha de silicato de sodio)
- Arena de resina
Ambos tipos de arena se pueden fraguar (o endurecer) usando varias técnicas que pueden dar resultados más confiables que con Green Sand.
Cuando pasa dióxido de carbono a través de un vaso de agua (silicato de sodio), el silicato pierde su contenido de agua, lo que endurece rápidamente la arena.
Con Resin Sand: se produce un efecto similar cuando calienta la mezcla de arena, que se endurece en un molde reutilizable. El molde en sí no es indestructible y es posible que deba mantenerse y reabastecerse para seguir siendo un molde utilizable.
Tanto Water Glass como Resin Sand son más caras que Green Sand, aunque tienden a dar mejores resultados y más consistentes.
Nos gustaría agradecer a Patriot Foundry por esta información más detallada sobre los diferentes tipos de arena que se pueden usar en la fundición.
Fundición de silicio
Silicon Casting es donde la impresión 3D se coloca dentro de un contenido superior abierto y el Liquid Silicon (premezclado con un endurecedor) se vierte alrededor de la impresión 3D y se deja fraguar. ¡Este contenedor a menudo está hecho de vasos o botellas de plástico (u otros materiales reciclados) y no tiene alta temperatura ni nada especial!
Esta técnica funciona bien con piezas más pequeñas detalladas y se usa a menudo al hacer joyas.
Es importante utilizar el grado correcto de silicio de alta temperatura para este método.
Aquí hay otro video instructivo que describe la metodología de YouTube: en este caso, Pewter era el metal fundido, no el aluminio.
Fundición de yeso
Este método de fundición utiliza esencialmente «yeso de París» para formar un molde. no es yeso de París puro, sino que se le agregan otros compuestos para aumentar la resistencia del molde. como el óxido de magnesio.
Una de las principales ventajas de utilizar yeso es el excelente nivel de detalle y calidad superficial y precisión que se puede obtener.
Además, el yeso tiene una baja conductividad térmica, lo que significa que es un mal conductor del calor. Como el calor permanece más tiempo en el metal que se va a fundir, el resultado es que el yeso se puede usar para fundir elementos más delgados (o con detalles más finos).
Una de las desventajas es que no es tan fácil de usar como algunos de los moldes a base de arena y tardará más tiempo en curarse, lo que lo hace menos adecuado para la producción de gran volumen.
Lodo de sílice – Lodo suspendido
El proceso de uso de lodo de sílice consiste en sumergir el modelo de PLA en una tina de lodo, retirarlo y luego dejarlo secar. Luego, este proceso se repite muchas veces para acumular capas de lechada seca hasta obtener el grosor correcto del molde, normalmente alrededor de 12 mm de grosor (1/2 pulgada).
Luego, el plástico se puede eliminar con un método similar al del PLA perdido, ya sea calentándolo en un horno o cuando el metal fundido se vierte en el molde, lo que hace que el PLA se vaporice y sea expulsado del molde a través del elevador.
Fuentes de Aluminio
La principal fuente de aluminio que se puede utilizar para la fundición a partir de modelos impresos en 3D cree que proviene de las latas de bebidas (latas de refrescos), que son muy utilizadas por muchos fabricantes. Esta ha sido una de las principales fuentes de aluminio desde la introducción de las latas de bebidas de aluminio que se introdujeron ampliamente en la década de 1960.
Otras fuentes de aluminio podrían ser componentes de automóviles, ropa de cocina, barcos o incluso bicicletas.
Curiosamente, solo se necesita el 5% de la energía utilizada en la fabricación de aluminio a partir de bauzita (mineral de aluminio) para reciclar aluminio. Desde una perspectiva ambiental, esto tiene mucho sentido.
Brasil es el principal reciclador de latas de aluminio para bebidas: ¡recicla más del 98% de toda su producción de latas de aluminio de alrededor de 14.700 millones de toneladas al año! (Fuente: Wikipedia) con Japón reciclando alrededor del 82% de su producción de latas de aluminio.
Recursos y otra información:
Una de las principales limitaciones de la impresión 3D es la posibilidad de imprimir objetos en metal. Es posible imprimir en metal con seguridad, pero el costo de hacerlo es prohibitivo y está fuera del alcance de la mayoría de las personas o aficionados.
El uso de los diferentes métodos de lanzamiento descritos en este blog permite a los aficionados superar esta limitación a un costo razonable. Agregaremos otro artículo de blog sobre cómo construir un horno para moldear a partir de modelos 3D en una fecha posterior.
Creemos que este es un tema muy útil e interesante que necesita más artículos y discusión.
Si bien no recomendamos esto para el principiante absoluto en la impresión 3D, cuando se adquiere más experiencia, definitivamente es un tema que vale la pena investigar, ya sea en la producción de joyas o miniaturas modelo para juegos, realmente abre un mundo de oportunidades.
Esperamos que haya disfrutado de este artículo y agradecería todos los comentarios, ya sean constructivos o no. Esto nos permitirá mejorar nuestra capacidad de escritura y, con suerte, su disfrute como resultado.