Proyectos de impresión 3D para ingenieros
La semana pasada, exploramos las tuercas de sobreimpresión como método para conseguir conexiones fuertes dentro de tus piezas impresas en 3D de resistencia industrial. En este post, iremos un paso más allá: utilizaremos la sobreimpresión para diseñar piezas multimaterial cuando se necesiten diferentes materiales en distintos componentes de una pieza. A modo de breve resumen, el proceso de sobreimpresión es bastante sencillo. Se inicia una impresión, se detiene a mitad de camino, se incrustan componentes en el trabajo de impresión 3D y, a continuación, se reanuda la impresión, permitiendo que se imprima en 3D sobre los componentes que se han incrustado.
Esto se podría utilizar para desarrollar un producto más integrado, con componentes electrónicos incrustados en piezas impresas en 3D, se podría utilizar cuando se necesitan dos materiales en el mismo componente para las propiedades deseadas del material, o, en el caso que voy a explicar a continuación, se puede utilizar para crear prototipos de piezas que se harán con procesos de fabricación más caros antes de comprometerse a grandes cantidades de lotes. Para este post, he diseñado un par de alicates impresos en 3D con mandíbulas personalizables y un agarre ergonómico.
Impresora 3d
La impresión 3D es capaz de crear piezas resistentes de polímero y metal. Sin embargo, ciertas aplicaciones de piezas impresas en 3D pueden requerir mucha más resistencia. El diseño y la selección de materiales son los factores más críticos que determinan la resistencia de una pieza impresa en 3D. Sin embargo, incluso una pieza bien diseñada podría mostrar debilidad y fallar en servicio si se ignoran otras técnicas sencillas e importantes de mejora de la resistencia.
La geometría de la pieza desempeña un papel fundamental a la hora de determinar la resistencia de una impresión 3D. El uso de filetes y chaflanes aumenta la resistencia mecánica de los bordes, mientras que los refuerzos y las nervaduras proporcionan soporte estructural.
Las nervaduras y los refuerzos son extrusiones finas que sobresalen perpendicularmente de una pared o un plano. Proporcionan soporte y aumentan la resistencia de la pieza. El grosor de las nervaduras debe ser la mitad del grosor de la pared y deben estar espaciadas a una distancia mínima de dos veces el grosor de las paredes. Deben evitarse las nervaduras grandes y altas; en su lugar, deben utilizarse múltiples nervaduras pequeñas.
El relleno se refiere simplemente a la cantidad de material que hay dentro de las paredes exteriores de la pieza 3D. Esta técnica se utiliza habitualmente en la impresión 3D FDM para aumentar la resistencia. El ajuste del relleno se realiza de dos formas: patrón de relleno y densidad de relleno.
Modelos de impresión 3d gratis
La mayoría de las técnicas de fabricación tradicionales son tecnologías sustractivas. Se empieza con un bloque de material y se van tallando piezas hasta obtener la pieza deseada. La impresión 3D es una tecnología aditiva. Se empieza sin nada y se va añadiendo material hasta crear el modelo deseado.
Por lo tanto, es lógico que un modelo diseñado para la fabricación sustractiva no sea el más adecuado para la fabricación aditiva. A continuación le explicaremos algunas de las consideraciones a tener en cuenta al diseñar una pieza para impresión 3D.
El grosor mínimo de las paredes depende de la impresora, pero como regla general, debe intentar que las piezas tengan un grosor mínimo de 1 mm. En el caso de los cables, la relación longitud/anchura debe ser lo más pequeña posible para que la impresión sea lo más fiable posible.
Muchos modelos tienen zonas que sobresalen del cuerpo principal de la pieza. Por desgracia, las impresoras no pueden imprimir sobre la nada, por lo que se utiliza material de soporte para dar a estas características colgantes algo sobre lo que imprimir.
Sin embargo, retirar el soporte lleva tiempo y puede dejar una superficie áspera. Si el soporte se coloca en el interior de un modelo, puede que incluso sea imposible retirarlo, aunque el uso de soporte soluble ayuda en este caso.
Modelos de impresora 3d
Antes de la aparición de las impresoras 3D, los prototipos y productos finales debían fabricarse utilizando tecnologías sustractivas, en cuyo caso los objetos con elementos móviles debían fabricarse por separado y luego ensamblarse. Con la impresión 3D, esto ya no es necesario gracias a la facilidad de crear mecanismos que tienen espacios libres entre las piezas, lo que permite su movimiento.
En la impresión 3D, los objetos se fabrican capa a capa, por lo que si los modelos se diseñaran estando en perfecto contacto, provocaría que el extrusor fusionara las piezas, creando un único objeto e impidiendo su movimiento.
La mejor forma de evitar que las piezas se unan es dejando una separación entre los modelos a la hora de diseñarlos, se recomienda dejar una separación del doble de la altura de la capa con la que se imprimirá el modelo 3D. Este espacio será lo suficientemente pequeño como para no ser visible a simple vista pero útil para imprimir soportes solubles en la zona.
En el caso de diseñar e imprimir las piezas por separado para luego ensamblarlas, hay que tener en cuenta las tolerancias de impresión. Dejar un margen entre 0,1mm y 0,3mm suele ser suficiente para que las piezas tengan holgura, puedan encajar y moverse.