Salpicadero de fibra de madera de Objet

Aplicaciones de acabado

Pegue, selle y embellezca las piezas impresas en 3D

Para conseguir prototipos casi indistinguibles de los productos moldeados por inyección, aplicaciones de mecanizado avanzadas y dispositivos personalizados duraderos de aspecto agradable, aplique un sencillo postprocesado a las piezas impresas en 3D.

Sellado de piezas FDM

Descripción general

Las piezas realizadas con la tecnología Fused Deposition Modeling (FDM) permiten un ahorro importante y una reducción en los plazos de lanzamiento al mercado en muchas aplicaciones. La tecnología FDM es un proceso de fabricación aditiva que permite fabricar piezas de plástico capa a capa, a partir de los datos de los archivos de diseño asistido por ordenador (CAD). Las piezas FDM también permiten mejoras importantes en el rendimiento, ya que prácticamente eliminan todas las restricciones geométricas. No obstante, la porosidad de las piezas FDM ha supuesto un obstáculo para su uso en prototipado funcional y en aplicaciones de fabricación digital directa, que requieren el sellado de gases y líquidos. Se han validado diversos métodos de sellado para las piezas FDM, lo que permite aprovechar el ahorro, la libertad de diseño y las ventajas en los plazos de fabricación que proporciona FDM para una amplia gama de nuevas aplicaciones.

Resumen de la aplicación

Existen muchos métodos para sellar una pieza FDM, y es necesario tener en cuenta diversas características a la hora de elegir el mejor enfoque. Para ayudar en esta selección, Stratasys evaluó el coste, el tiempo, la dificultad, las limitaciones geométricas, el tamaño máximo de la pieza, la viscosidad, la conservación de la precisión, la presión máxima, la resistencia química y la sensibilidad a la temperatura de cinco métodos habituales de sellado.

Estación de suavizado

La estación de suavizado Finishing Touch sella las superficies de una pieza exponiéndolas a un agente de suavizado vaporizado en el interior de la cámara. La estación de suavizado es muy fácil de usar y permite conservar la integridad dimensional. Su uso se limita a las aplicaciones que no tengan una presión atmosférica y una temperatura superior a 100 °C (212 °F). A menudo, se selecciona la estación de suavizado al galvanizar las piezas, usándolas como patrones para el moldeado a cera perdida o al fabricar prototipos funcionales para geometrías de almacenamiento de líquido, tales como botellas o líneas de enfriamiento en los moldes.

Recubrimiento con resina epoxi

Hysol E-20HP es una resina epoxi de dos partes que se distribuye con una pistola de mezcla y se aplica en la pieza en secciones pequeñas. Para este método no es necesario realizar una inversión en equipo y el resultado final es ideal para condiciones de operación adversas. Este revestimiento mantendrá un sello hermético al aire hasta una presión de 448 kPa (65 psi), puede soportar temperaturas iguales o superiores a las de los materiales FDM y es resistente a muchos agentes químicos. Puede ser difícil sellar piezas grandes o complicadas con la resina epoxi. Las partes inaccesibles, tales como canales internos, no se pueden sellar. El espesor de la resina epoxi junto con la aplicación manual reducen la precisión dimensional de la pieza. Se puede usar Hysol E–20HP en cualquiera de los materiales FDM disponibles actualmente.

Infiltración de resina epoxi

La resina epoxi BJB (TC–1614) penetra en la superficie de piezas porosas y semiporosas. Las piezas FDM se sumergen en la resina y luego se aplica vacío para infiltrar la resina epoxi en la pieza. Además de la cámara de vacío, hay que contar con un horno para precalentar y curar la resina epoxi. La infiltración de resina epoxi permite realizar un sellado hermético al aire y al agua hasta 448 kPa (65 psi). Las piezas que se sellan con este método también soportan altas temperaturas y son resistentes a los químicos. El proceso de sellado es directo y se puede llevar a cabo en menos de tres horas, pero es algo costoso debido al precio de la resina epoxi. Cuando el proceso de infiltración se realiza con cuidado, no hay muchos cambios en la precisión dimensional de la pieza. Se puede usar BJB TC–1614 en cualquiera de los materiales FDM disponibles actualmente.

Inmersión

La inmersión de piezas FDM en disolvente permite prescindir de la estación de suavizado cuando no se disponga de ella o si la pieza tiene un volumen superior al de la cámara. Todas las características son parecidas a las de la estación de suavizado, con la excepción de que la precisión dimensional es inferior. La acción fundente del disolvente es rápida y agresiva, lo que dificulta el control de la precisión dimensional. Tal como ocurre con la estación de suavizado, el uso de este método se debe limitar a aplicaciones con temperatura y presión atmosférica bajas. La inmersión es adecuada para todos los materiales FDM basados en ABS.

Pintura y llenado

Cuando las piezas FDM necesitan un sellado parcial de las superficies, algunas capas de pintura y un poco de masilla para carrocería pueden ser una opción barata. Como se trata de una operación manual, la precisión y la calidad del producto final dependerá de la habilidad y del cuidado del técnico. Las ventajas de esta opción son un coste reducido, un tiempo de ciclo breve y la facilidad de aplicación. Sus desventajas son la falta de un sellado hermético al aire y la incapacidad de resistir altas temperaturas o químicos. Este método se puede usar para disminuir la porosidad de las herramientas FDM que se usan en el termoconformado.

Caso de cliente

El W.M. Keck Center para la innovación 3D proporciona prototipado rápido de alta calidad y servicios de producción rápida. Recientemente, un fabricante de colectores de admisión y de otros productos para el mercado de repuestos de automoción acudió al centro en busca de una forma de mejorar su proceso de desarrollo de productos. El fabricante de piezas de recambio realizó una simulación por ordenador del caudal de fluidos a través del colector de admisión y quería probar prototipos de varios diseños que se veían prometedores. El método convencional para crear prototipos de colectores de entrada consiste en utilizar máquinas para fabricar un bloque de aluminio sólido, algo que resulta caro y requiere mucho tiempo.

“El reto principal en esta aplicación era que la superficie de la pieza tenía que sellarse antes de poder usarla para las pruebas funcionales.” explica Medina. Los técnicos del centro Keck evaluaron la estación de suavizado Finishing Touch de Stratasys y la resina epoxi en dos partes BJB TC–1614 para sellar la pieza. “El fabricante de piezas de repuesto probó las piezas FDM selladas con ambos métodos y observó que proporcionaban un buen rendimiento en las pruebas funcionales de un motor de automóvil.” concluye Medina. “El reducido coste y plaza de entrega de los prototipos FDM permite al fabricante de piezas de recambio realizar mejoras rápidas en el rendimiento de su producto.”

¿Cómo se comporta la tecnología FDM en comparación con los métodos tradicionales de prototipado?


Método

Coste

Tiempo

Aluminio producido por CNC

USD $30,000

6 semanas

Fabricación de herramientas FDM

USD $5,740

3 semanas

AHORROS

USD $24,260 (81%)

3 semanas (50 %)

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