Què és una impressora 3D

Una de les tendències més prometedores del món modern és la creació d'objectes tridimensionals mitjançant la impressió 3D. La tecnologia d'impressió us permet crear productes força complexos i detallats. Avui dia, l'ús de la impressió 3D és possible no només als llocs de producció, sinó també a casa; per fer-ho, n'hi ha prou amb comprar una impressora 3D.

Què és una impressora 3D?

Una impressora tridimensional és un dispositiu capaç de crear objectes basats en models 3D digitals creats. Els productes s'obtenen mitjançant l'aplicació de material capa per capa. Com a base s'utilitzen resines termoplàstiques i fotopolímeres, però amb el desenvolupament de la tecnologia augmenta el nombre de materials utilitzats com a matèries primeres.

El procediment de fabricació és el següent:

1. El procés de creació d'un model 3D té lloc, és a dir. es desenvolupa una imatge visual del futur producte mantenint totes les proporcions. El model es crea amb un programari especialitzat.
2. Després de crear el model, heu de processar el fitxer. El processament consisteix a convertir el fitxer en un codi digital que divideix tot el model en moltes capes paral·leles. D'aquesta manera, es generen ordres per al dispositiu 3D, que distribueix el material per crear l'objecte.
3. L'etapa final és la impressió 3D del producte, és a dir. el procés de creació d'un producte mitjançant l'aplicació capa per capa de material.El procés es realitza mitjançant un capçal d'impressió (extrusora), que es mou al llarg dels eixos 0Y i 0X, és a dir. el material només s'alimenta al llarg del pla horitzontal d'acord amb el codi de programa de la capa. Per aplicar la següent capa, l'extrusora es mou al llarg de la guia vertical (al llarg de l'eix 0Z) a una distància igual a la mida de la capa. Després d'això, es comença a aplicar la següent capa horitzontal.

Referència: El procés d'impressió pot variar segons la tecnologia de fabricació, però el procés general de creació de productes consisteix en l'aplicació capa per capa del material.

Tipus d'impressores 3D

Els dispositius es divideixen en funció de la singularitat del procés d'impressió, és a dir. sobre la tecnologia utilitzada. Els mètodes d'impressió més comuns són FDM (Fused Deposition Modeling) i SLA (estereolitografia làser).

La tecnologia de modelatge direccional és un dels primers mètodes d'impressió a sorgir. El termoplàstic s'utilitza com a material per fer objectes en forma d'agulles de teixir ferides o fils en una bobina. El mètode d'impressió és el següent:

1. La bobina o filament s'instal·la a l'extrusora. Sota la influència del dispositiu de calefacció, el material comença a fondre i flueix a través del canal cap a la superfície de treball.
2. L'extrusora es mou al llarg de les coordenades especificades d'acord amb un codi digital. La fabricació es produeix en capes respecte al pla horitzontal.
3. En la fabricació de productes complexos s'utilitzen dos materials: principal i auxiliar. El producte es crea amb material bàsic. El material auxiliar està destinat a crear suports temporals, així com a omplir l'espai buit del producte. PerquèLa impressora no és capaç d'imprimir un objecte a l'aire sense cap motiu.

Referència: El material auxiliar s'elimina posteriorment amb un dissolvent especial o es trenca fàcilment.

Els productes fets amb la tecnologia FDM tenen una bona resistència mecànica i química. Aquestes propietats s'aconsegueixen mitjançant l'ús de termoplàstics de grau industrial. Aquesta tecnologia també és lleugera i adequada per al seu ús a casa.

Les tecnologies SLA, o estereolitografia, imprimeixen productes amb resines fotopolímeres líquides que s'endureixen sota la influència d'una font d'energia en forma de làser. Amb aquest mètode, els productes tenen una alta precisió (fins a 15 micres). Els objectes s'imprimeixen de la següent manera:

1. La superfície de treball es baixa en un recipient amb líquid fotopolímer a la profunditat d'una capa;
2. La font d'energia (làser) talla la forma de l'objecte segons les coordenades de l'objecte donades;
3. Es produeix un procés de polimerització com a resultat del qual es produeix un enduriment als punts de contacte;
4. El procediment es repeteix per a cada capa fins que es produeix l'objecte;
5. Després de la producció, el model es submergeix en un recipient amb una solució especial per netejar-lo dels elements auxiliars;
6. L'etapa final és la irradiació ultraviolada per tal d'accelerar el procés de formació del producte.

L'estereolitografia és una de les tecnologies més modernes, però requereix materials cars. També hi ha tipus d'impressió menys coneguts:

SlS (sinterització selectiva per làser) el principi de la creació d'un objecte és subministrar una capa fina de material en forma de pols a l'àrea de treball, que es sinteritza sota l'acció d'un làser.El principal avantatge d'aquest mètode és l'absència de la necessitat d'utilitzar elements auxiliars, però requereix un tractament tèrmic addicional. No està pensat per al seu ús en condicions domèstiques.

EBM (fusió del feix d'electrons). La tecnologia és similar a la sinterització làser selectiva, però el producte es crea al buit i no requereix tractament tèrmic addicional.

La impressió tridimensional inclou un bolígraf 3D. El principi del seu funcionament és similar a la tecnologia FDM, però té un aspecte més en miniatura i s'utilitza per crear dibuixos amb un efecte tridimensional.

Què pot fer una impressora 3D?

Avui dia, la impressió 3D s'utilitza en gairebé tots els àmbits de la vida. Hi ha exemples de creació de plats culinaris mitjançant la impressió 3D. Es creen parts de qualsevol complexitat per a estructures més complexes en totes les indústries. Però l'àrea més rellevant i necessària segueix sent la medicina.

Diverses empreses estan desenvolupant simulants orgànics que pràcticament poden substituir els teixits naturals. La impressió 3D també pot ajudar en el camp de la substitució d'articulacions. L'aplicació més habitual de la fabricació tridimensional és en odontologia. A més de les pròtesis, s'utilitzen impressores per fer models d'òrgans. Les capacitats d'impressió 3D augmenten i són més accessibles cada dia.

Les impressores 3D ajuden no només les persones, sinó també els animals. Un dels casos famosos és la creació d'una closca per a una tortuga que va resultar ferida en un incendi forestal. Així, la nova closca va salvar la vida de l'animal, i hi ha molts casos d'aquest tipus. Un altre cas únic és una pròtesi de cama per a un elefant. La singularitat del cas rau en el fet que les pròtesis per a elefants pràcticament no es fan a causa del gran pes de l'animal.

La tecnologia d'impressió moderna us permet crear fins i tot un edifici sencer. La construcció de la casa petita (37 metres quadrats) va trigar als investigadors només 24 hores i va suposar la meitat del cost del mètode convencional.