Tablero con vetas de madera de Objet Acabado

Aplicaciones de acabado

Una, selle y embellezca las piezas impresas en 3D

Para prototipos que a penas de pueden distinguir de los productos moldeados con inyección, aplicaciones de herramientas avanzadas, y dispositivos personalizados duraderos que tienen un aspecto y una textura agradables, aplique algún procesamiento posterior sencillo a las piezas impresas en 3D.

Sellado de piezas FDM

Información general

Las piezas de Fused Deposition Modeling (FDM) permiten un ahorro importante y reducciones en el tiempo de comercialización para muchas aplicaciones. La tecnología FDM es un proceso de fabricación aditiva que crea piezas plásticas capa por capa, mediante los datos de los archivos de diseño asistido por computadora (CAD). Las piezas FDM también permiten mejoras importantes en el rendimiento, ya que prácticamente eliminan todas las restricciones geométricas. Sin embargo, la porosidad de las piezas FDM se convirtió en un obstáculo para usarlas en un prototipado funcional y en aplicaciones de fabricación digital directa, que requieren sellar los gases y líquidos. Se han validado varios métodos de sellado para las piezas FDM, lo que hace posible aprovechar el ahorro en costos, la libertad de diseño y las ventajas en el tiempo de espera que proporciona FDM para una amplia gama de nuevas aplicaciones.

Resumen de la aplicación

Hay mucho métodos para sellar una pieza FDM, y es necesario considerar varias características al elegir el mejor enfoque. Para ayudar en esta selección, Stratasys evaluó el costo, tiempo, dificultad, limitaciones geométricas, el tamaño máximo de la pieza, viscosidad, conservación de la precisión, resistencia química y sensibilidad a la temperatura de cinco métodos comunes de sellado.

Estación de suavizado

La estación de suavizado de toque final sella las superficies de una pieza al exponerlas a un agente de suavizado vaporizado al interior de la cámara. La estación de suavizado es muy fácil de usar y conserva 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 por inversión o al producir prototipos funcionales para geometrías de almacenamiento de líquido, 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 cepilla en la pieza en secciones pequeñas. Para este método no es necesario invertir en equipo y el resultado final es ideal para condiciones de operación adversas. Este revestimiento mantendrá un sello herméticas al aire hasta una presión de 448 kPa (65 psi), puede resistir temperaturas que coincidan o excedan 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 características inaccesibles, como canales internos, no se pueden sellar. El espesor de la resina epoxi combinado 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 la superficie de piezas porosas y semiporosas. Las piezas FDM se sumergen en la resina y luego se prepara un 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 ofrece un sellado hermético al aire y al agua para 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 completar en menos de tres horas, pero es algo costoso debido al valor 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

Sumergir piezas FDM en solvente puede sustituir el uso de la estación de suavizado cuando no se encuentre disponible o si la pieza excede la capacidad 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 solvente es rápida y agresiva, lo que hace difícil controlar la precisión dimensional. Tal como ocurre con la estación de suavizado, el uso de este método se debe limitar a las aplicaciones de 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 podrían ser una opción barata. Como esta es una operación manual, la precisión calidad del producto final se verá influenciada por la habilidad y cuidado del técnico. Las ventajas de esta opción incluyen bajo costo, tiempo de ciclo breve y la facilidad de aplicación. Sus desventajas son la falta de un sello 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 termoformado.

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 del mercado de repuestos de automóviles vino al centro en busca de una forma de mejorar su proceso de desarrollo de productos. El fabricante de piezas de recambio realizó una simulación en computado de la circulación 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 es usar máquinas para fabricar un bloque de aluminio sólido, lo que resulta caro y tarda mucho tiempo.

“El desafío principal de esta aplicación era que la superficie de la pieza tenía que sellarse antes de poder usarla para las pruebas funcionales.” dijo Medina. Los técnicos del centro Keck evaluaron la estación de suavizado de toque final de Stratasys y la resina epoxi de dos partes BJB TC–1614 para sellar la pieza. “El fabricante de piezas de recambio probó las piezas FDM selladas con ambos métodos y descubrió que proporcionaban un buen rendimiento en las pruebas funcionales de un motor de automóvil.” concluyó Medina. “El costo y el tiempo de entrega reducidos de los prototipos FDM permite que el fabricante de piezas de recambio realice mejoras rápidas en el rendimiento de su producto.”

¿Cómo se comparó FDM con los métodos tradicionales de prototipado?


Método

Costo

Tiempo

Aluminio producido por CNC

USD $30,000

6 semanas

Estampado FDM

USD $5,740

3 semanas

AHORROS

USD $24,260 (81%)

3 semanas (50 %)

Stratasys Ltd. © 2015. All rights reserved. See stratasys.com/legal for trademark information.