¿Cuáles son los materiales utilizados para la impresión 3D?

He estado utilizando la impresión 3D semanalmente durante unos 8 años en mi trabajo de ingeniería mecánica. La mayoría de las impresiones en 3D utilizan monofilamento de plástico ABS en máquinas FDM o resinas líquidas curables con UV de tipo acrílico en máquinas SLA. Las máquinas FDM procesan más recientemente el policarbonato (Lexan) y la polieterimida de temperatura más alta (Ultem). No he visto HDPE en FDM, pero parece posible hacerlo si se puede apagar limpiamente y no dejar “pelo” en las partes terminadas. Ha habido un nicho de mercado para piezas de cera de resolución muy fina para fundición de inversión en joyería (por ejemplo, ajustes de anillo diseñados en RhinoCAD) y áreas dentales. Las máquinas de sinterización láser han utilizado poliamida (nylon) para fabricar piezas más flexibles. Si bien ha habido metales sinterizados por láser desde hace algún tiempo, está aumentando el volumen a medida que están disponibles mejores máquinas de mayor resolución y aleaciones de polvo de metal de mayor rendimiento. GE-Morris está fabricando algunas piezas de la cámara de combustión del motor a reacción de esta manera, según los informes, utilizando cromo cobalto. Más recientemente, en la feria CES en Las Vegas, se demostró la fibra de carbono continua y el nylon reforzado con fibra de vidrio. Estamos muy emocionados por eso.

¿Qué materiales se utilizan para hacer la impresora?

A continuación se muestra un ejemplo de cómo se ensambla una impresora 3D, el mosaico MakerGear:

• El marco tiene nueve secciones cortadas con láser de madera contrachapada de 0.200 “y ensambladas asegurándolas con las juntas empotradas de tuerca cautiva y espiga.
• El sistema del eje Y es probablemente el subconjunto más grande, incluido el soporte del motor del eje Y, que normalmente se premonta y, en este paso, está decorado con varios componentes como el motor paso a paso, el riel lineal y la correa de distribución.
• El conjunto del eje Y es sencillo e incluye la fijación del eje de la polea loca, el motor de atornillado, el riel lineal y los topes del riel al marco ya ensamblado. La correa de distribución del eje X se instala y ajusta.
• El conjunto del eje Z incluye la instalación de dos ejes de acero rectificado de precisión endurecidos que guían la plataforma de construcción a lo largo de su trayectoria de desplazamiento vertical, el tornillo de avance recubierto de teflón que lo impulsa y el motor paso a paso que gira el tornillo de avance. En esta etapa, también se instala el interruptor de límite del eje Z.
• El conjunto de la extrusora incluye el motor premontado, el impulsor de filamento o los grupos de extremo caliente y el ventilador de enfriamiento. El calentador, el ventilador y el sensor de temperatura también están conectados en esta etapa.
• El ensamblaje de construcción incluye la instalación y el ajuste de la plataforma de nivelación, el montaje del elemento calefactor y la superficie de construcción y la realización de las conexiones eléctricas relacionadas.
• El conjunto de la electrónica incluye el cableado y la instalación de la electrónica que controla la impresora. En primer lugar, el Ardiuno y el escudo RAMP adjunto están montados en el marco de la impresora. A continuación, las conexiones del arnés de cableado de la extrusora, el arnés de cableado de la plataforma de construcción y otros componentes se sujetan a la placa de circuito impreso. Por último, las fuentes de alimentación están conectadas y la impresora está ensamblada formalmente.
• Las opciones y preferencias de operación de la impresora son variadas y dependen de la computadora que se utilice, el sistema operativo de la computadora y los programas de control CAD, CAM y de impresora elegidos.

Plástico en impresión 3D

En términos de materias primas que se ponen en el sistema de impresión para crear los objetos tridimensionales, parece que hay relativamente pocas limitaciones en lo que se puede utilizar.

Actualmente, los plásticos son los materiales más utilizados en la fabricación aditiva, y los más importantes se enumeran a continuación:

• ABS: acrilonitil butadieno estireno o plástico ‘lego’, una opción muy común para la impresión 3D
• PLA – ácido poliláctico – Está disponible en grados blandos y duros, se está volviendo muy popular y puede superar al ABS en un futuro próximo
• PVA (alcohol polivinílico): se utiliza como material de soporte soluble o para aplicaciones especiales.
• PC – policarbonato – El policarbonato requiere un diseño de boquilla de alta temperatura y se encuentra en la etapa de prueba de concepto.
• SOFT PLA – ácido poliláctico – Es gomoso y flexible, disponible en colores y fuentes limitadas. A medida que se extiende la impresión 3D, puede ser fácil de encontrar.

Metales utilizados para imprimir objetos 3D

La fraternidad de la Ciencia de los Materiales también estará muy interesada en la impresión 3D para la gama de posibilidades que involucran metales. Algunos de los metales utilizados en la impresión 3D incluyen los siguientes:

• Acero
• Acero inoxidable
• Titanio
• Oro
• Plata

Otros materiales utilizados para imprimir objetos 3D

Se puede utilizar una variedad de otros materiales de fabricación para la impresión 3D que incluyen nylon, poliamida rellena de vidrio, resinas epoxi, cera y fotopolímeros.

Como se mencionó anteriormente, parece haber pocos límites sobre qué materiales se pueden usar para la fabricación aditiva. A continuación se detallan algunos de los materiales más inusuales que se han utilizado:

• Chocolate: los ingenieros de materiales han ideado una forma de utilizar el chocolate en las impresoras 3D para obtener deliciosas golosinas. Con la ayuda de los sistemas de fabricación asistidos por computadora que se encuentran en las impresoras 3D, se pueden desarrollar diseños innovadores con este delicioso material.
• Bio-Ink: profesionales biomédicos como Anthony Atala están investigando el uso de materiales como la bio-ink. La bio-tinta comprende células madre y células de un paciente, que pueden depositarse capa por capa para formar un tejido. Los órganos humanos como los vasos sanguíneos, las vejigas y las porciones de riñón se han replicado utilizando esta tecnología.
• Material óseo: un equipo de investigación encabezado por el Dr. Sushmita Bose de la Universidad Estatal de Washington imprimió un material similar al hueso que comprende silicio, fosfato de calcio y zinc. Este material similar al hueso se integró con una sección de células óseas humanas no desarrolladas. En aproximadamente una semana, se observó crecimiento de hueso nuevo a lo largo de la estructura. Este nuevo material se disolvió eventualmente y no dañó al paciente.
• Material digital de Objet: Objet ha transformado el mundo de la impresión 3D al presentar impresoras que pueden utilizar varios materiales al mismo tiempo. Estas impresoras de chorro múltiple pueden crear modelos finos que ofrecen una gama de texturas, colores y atributos. Objet se refiere a estas mezclas como material digital.
• Familia Objet Tango: Objet también ha introducido un material similar al caucho que probablemente sea el único de su tipo en la impresión 3D. Aunque no es exactamente caucho, muestra mucha similitud con el caucho.
• Pegamento caliente: los diseñadores conectaron una pistola de pegamento caliente común a su sistema CAM y aunque el pegamento caliente puede no ser significativo, los resultados obtenidos por los aficionados serán realmente fascinantes.
• Arenisca a todo color: este material permite la producción de creaciones impresas en 3D con casi cualquier color. Los diseños finos para figuras de acción, arquitectura y modelos de personajes se están volviendo muy populares con este material. Incluso es posible imprimir la cara humana en piedra arenisca a través de la impresión 3D y los resultados no son tan malos.
• Vidrio: el polvo de vidrio molido se extiende capa por capa, se une con spray adhesivo y luego se hornea, dando como resultado un producto de vidrio impreso en 3D.
• Medicamentos: los ingenieros y los médicos están trabajando juntos para crear medicamentos impresos en 3D. No siempre es necesario comprar medicamentos en las farmacias, ¡los días no están muy lejos cuando se pueden imprimir!
• Piel: similar a la tinta biológica, las impresoras 3D pueden ayudar en la regeneración de la piel. Esto podría provocar un cambio en la forma en que los pacientes reciben tratamiento. Si esta tecnología realmente se desarrolla, el potencial para la aplicación médica regenerativa será enorme.

Ver fuente

En el escritorio es principalmente PLA seguido de ABS. Nylon. Otros materiales como Colorfabs Bronzefill se están volviendo populares.

Las resinas de estereolitografía (SLA) son populares en la creación de prototipos y la fabricación de moldes. Estos fotopolímeros también se utilizan para los sistemas Objet, Envisiontec y Formlabs.

Los materiales de poliamida se utilizan para la sinterización selectiva por láser, PA 6 y PA 11 en forma de polvo para alimentar estos sistemas.

El titanio se usa la mayor parte de entonces en medicina y aeroespacial. Aquí hay una lista más exhaustiva de materiales de impresión 3D:
¿Cuáles son los materiales más comunes utilizados para la impresión 3D?

Sí, puede imprimir en 3D con HDPE en una máquina FDM. Los resultados pueden ser buenos si tiene el HDPE correcto.

Casi sería más fácil decir lo que no se usa en la tecnología de impresión 3D. Si se incluyen todas las tecnologías actuales de fabricación aditiva, entonces realmente, no hay mucho que no se use. Pero, los principales incluyen:

FDM

ABS, PLA, PETg, nylon, madera y metal, ASA, PEEK, copoliésteres, TPU, TPE, policarbonato, mezclas de ABS / policarbonato, HIPS, PVA, polipropileno, arcilla, cera y una gran cantidad de materiales especiales.

SLS – Plástico

Principalmente medias de nylon en forma de polvo. También se puede llenar de vidrio

DMS – Metal. Casi todos los metales, incluidos el titanio de alta gama y los exóticos, se pueden hacer en máquinas de sinterización directa de metales de alta gama.

Polyjet

Materiales fotopoliméricos que pueden simular abs, caucho, PP y nylon, todo posible en resina base multicolor o normal. También puede imprimir cera para fundición de inversión.
SLA

SLA tiene una gran cantidad de resinas curadas con láser para diferentes propósitos, pero como Polyjet, ninguno es un material “puro” como FDM y SLS. También resinas de cera para fundición.

Las impresoras Mcor usan papel y tinta que se cortan por capas en papel de copia normal y se unen.

Las impresoras 3D con base médica imprimen células biológicas para formar tejidos

Hay impresoras de circuito que pueden hacer una PCB

Estoy seguro de que me faltan algunos materiales, pero casi cualquier cosa se puede imprimir de una forma u otra. Muchos materiales no son un buen material para la impresora, pero cada año salen nuevas o versiones nuevas.

Se pueden usar muchos materiales diferentes para la impresión 3D, como plástico ABS, PLA, poliamida, materiales de poliamida rellenos de vidrio, fotopolímeros y policarbonato. También puede comprar filamento blanco natural para disfrutar de la vitalidad de los colores. Este filamento se desliza suavemente y prolijamente del carrete, sin partes frágiles que se rompan.

Si te refieres a las máquinas aficionadas FFF (fabricación de filamentos fundidos), entonces es principalmente ABS y PLA.

HDPE es difícil de imprimir, ya que no le gusta adherirse a nada, pero ha habido algunos informes de éxito: RepRap: Blog: Revisiting HDPE

Hay muchos materiales de impresión en 3D que puede elegir para la impresión en 3D. Entre ellos están:

Rieles:

• Titanio
• Acero inoxidable
• Plata
• Oro
• Latón
• Bronce
• Cobre

El plastico

• Alumide
• abdominales
• Plástico flexible fuerte
• Resina de alto detalle
• Resina transparente
• Gris liso

Otro

• Madera
• A todo color
• Cerámica
• Caucho

Puede buscar más información aquí: la primera plataforma de diseño de crowdsourcing del mundo para la impresión 3D. ¡Espero que esto ayude!

Impresión 3D Bharat: soluciones de impresión 3D

Visítenos, este es un material disponible para la tecnología FDM.

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Este es material SLA

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ABS y PLA son los dos más comunes. El nylon también se usa con bastante frecuencia, y es posible imprimir en muchos metales y en otros plásticos. No conozco ninguna impresora o servicio de impresión que use HDPE, pero sospecho que puede encontrar un material con propiedades similares que se pueda imprimir en 3D.

Se pueden usar muchos materiales diferentes para la impresión 3D, como plástico ABS, PLA, poliamida (nylon), poliamida rellena de vidrio, materiales de estereolitografía (resinas epoxi), plata, titanio, acero, cera, fotopolímeros y policarbonato.

Puedes usar oro como material y hacer joyas en 3D como a continuación