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Aplicaciones de acabado

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Acabado en masa para piezas FDM

Descripción general

El acabado en masa se usa para mejorar el acabado superficial de las piezas de Fused Deposition Modeling (FDM, por sus siglas en inglés). El acabado en masa puede raspar las marcas de capas gracias a una acción de lijado (denominada “corte”) o pulir una superficie FDM hasta que quede brillante. Para lograr el corte y el pulido se emplea un proceso de dos pasos.

Stratasys está llevando a cabo una amplia investigación sobre el acabado en masa, a fin de ampliar las opciones de acabado para sus clientes. Dado que las máquinas de acabado en masa actuales se diseñaron para procesar metal, los ingenieros de Stratasys están desarrollando prácticas recomendadas, en conjunto con los fabricantes de máquinas, para aprovechar estos sistemas para tratar el plástico. Los resultados iniciales son prometedores. Entre las piezas usuales que podrían aprovechar el acabado en masa se incluyen: piezas por pintar, modelos que representan piezas moldeadas por inyección, carcasas, rejillas y conductos de ventilación y patrones maestros.

Al examinar una pieza FDM de cerca, se puede ver que las rutas de herramientas externas tienen una pequeña protuberancia de alrededor de 0,05 mm (0,002 pulgadas) debida al proceso de deposición de capas. El acabado en masa funciona suavizando material desde la superficie externa de la pieza, eliminando de 0,04 a 0,08 mm (0,0015 a 0,003 pulgadas) de la superficie.

Tipos de sistema

Stratasys ha probado dos tipos de sistemas que permiten el acabado en masa: vibratorio y barril de centrífuga. Las pruebas tuvieron éxito en máquinas de los dos fabricantes mencionados a continuación. No se pueden predecir los resultados en máquinas de otros fabricantes.

Las máquinas vibratorias están disponibles en forma de conducto o de cuenco, y en diversos tamaños. Tanto los conductos como los cuencos son adecuados para todos los materiales FDM. Los conductos estándar procesan las piezas de forma agresiva, por lo que les hemos agregado varillas de control de daños, que protegen la pieza frente a los daños que podrían provocar los medios que quedan atrapados entre la pieza y la pared. Estas varillas son necesarias al realizar el acabado de piezas FDM en un sistema de conducto. Los tiempos de ciclo son más largos en los sistemas de cuenco ya que el procesamiento es menos agresivo, pero las piezas están mejor protegidas frente a daños. Además, este método es el preferido debido a su acción de suavizado uniforme.

Stratasys ha probado y recomienda el conducto vibratorio de descarga final V13 de Almco Inc. (www.almco. com; 507 West Front St., Albert Lea, MN 56007; 1-800-521-2740). Las medidas del conducto son 129,5 x 50,1 x 61 cm (51 x 20 x 24 pulgadas). Para una sala y flujo de materiales más amplio, el tamaño máximo de la pieza es de aproximadamente 114,3 x 30,5 x 40,6 cm (45 x 12 x 16 pulgadas). Algunas piezas grandes podrían verse beneficiadas al montarlas sobre una fijación cilíndrica, que ayuda a evitar que el par de procesamiento distorsione las piezas grandes. El conducto se puede dividir para usarlo con distintos tipos de materiales. El valor aproximado es de 40.000 USD por la máquina más 5.000 USD por los materiales. Stratasys también recomienda Almco para los sistemas de cuencos. Póngase en contacto con el proveedor para elegir el tamaño de sistema adecuado para sus piezas habituales.

Las máquinas de barril de centrífuga solo se encuentran en un modelo y tamaño. Esta máquina es adecuada para todos los materiales FDM, pero el tamaño de las piezas se limita a 12,7 cm (5 pulg.) en todos los lados. El proceso de acabado del barril de centrífuga es adecuado para las piezas frágiles o con detalles finos.

Stratasys ha probado y recomienda la máquina de acabado C-4-806 de Grav Co (www.gravcollc.com; 400 Norwood Ave., Sturgis, MI 49091; 1-800-521-5793), ya que cuenta con una tracción de velocidad variable. Los cuatro barriles de la máquina permiten usar dos tipos diferentes de materiales en total. (El uso de demasiados tipos de materiales podría provocar un desequilibrio a medida que los barriles giran). El valor aproximado es de 30.000 USD por la máquina más 2.000 USD por cuatro variedades de materiales.

Elección de materiales

Se dispone de muchos materiales de acabado en masa. Stratasys ha probado materiales cerámicos, sintéticos, plásticos y mazorca de maíz. Exceptuando la mazorca, los materiales se presentan en diferentes tamaños y formas. Cuando elija los materiales, tenga en cuenta el tamaño y la geometría de las piezas que más use. Las piezas pequeñas necesitan medios pequeños, y las piezas con mucho detalle o destacadas necesitan formas más complejas, como, por ejemplo, de estrella. Tenga en cuenta que las descripciones de acabado deseado del fabricante, como “cepillado” o “satinado”, describen los resultados para piezas metálicas. Estos son los resultados obtenidos en los experimentos con piezas FDM:

El material cerámico es el más pesado y más agresivo, también es el más adecuado para los materiales FDM más robustos: PC, ULTEM y PPSF. El material cerámico está disponible en varias formas y tamaños para el corte o pulido, según el acabado deseado. Los materiales de cerámica de pulido pueden lograr una superficie brillante en todos los materiales FDM.

El material sintético se usa principalmente para cortar, y funciona bien con M-30 y PC-ABS. Dado que es más ligero que el plástico o que la cerámica, los tiempos de ciclo podrían aumentar. Mientras más ligero sea el material, menor será el riesgo de dañar la pieza. Si el peso de un material de cerámica o de plástico en un conducto o cuenco puede romper las paredes o los detalles muy finos de las piezas mientras la pieza circula a través del material, el material sintético puede ser una buena alternativa.

El plástico es mejor para M-30 y PC-ABS, pero en la mayoría de los casos también es adecuado para PC. Este material es menos agresivo, porque pesa menos que la cerámica y es más suave. Se usa principalmente para cortar y está disponible en varias formas y tamaños.

La mazorca de maíz se usa principalmente para pulir, también se puede combinar con componentes para cortar y para mejorar el pulido. Las pruebas de Stratasys sobre este material todavía son preliminares; probablemente, M-30 sea el único material para el que se puede usar mazorca de maíz como material de corte adecuado. La mazorca de maíz se debería usar como pulidor final, una vez que se ha completado el pulido húmedo. La mazorca de maíz podría provocar cierta decoloración, que se puede enjuagar sin problemas. Un tanque WaterWorks lleno de agua limpia permite hacerlo.

Sin importar el material, para evitar que se depositen sedimentos en las piezas, saque las piezas del sistema al final del proceso de acabado; no deje que las piezas permanezcan en un material estacionario. Enjuague las piezas en agua limpia para quitar cualquier residuo.

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