¿Se puede imprimir metal en 3D?

La impresión en 3D ha crecido desde la estereolitografía inicial hasta la sinterización selectiva por láser y la fusión por haz de electrones. La tecnología se ha diversificado y ha pasado de la impresión 3D de plásticos a la de metales, cerámicas y materiales biocompatibles. Las tecnologías tradicionales no pueden proporcionar geometrías multidimensionales y calidades de material como la impresión 3D de metales. La sinterización directa de metales por láser, el chorro de aglutinante y la deposición directa de energía pueden imprimir metal en 3D. Cada técnica controla de forma diferente la microestructura, la porosidad y el postprocesado. Amplía las capacidades aeronáuticas, medicinales y automovilísticas.

¿Qué es el metal de impresión 3D?

La fusión selectiva por láser o por haz de electrones se utiliza en la impresión 3D de metal o fabricación aditiva. Los polvos metálicos se funden capa por capa utilizando láseres de alta energía o haces de electrones. A diferencia de los basados en polímeros FDM o SLA, la impresión 3D en metal requiere el control de los gradientes térmicos para evitar el alabeo y las tensiones residuales debidas al alto punto de fusión del metal y a las velocidades de enfriamiento.

La AM metálica produce piezas de gran resistencia mecánica, densidad y geometrías con las que los antiguos métodos sustractivos tienen dificultades. En el sector aeroespacial, crea álabes de turbina ligeros y de bajo consumo. En sanidad, los implantes de titanio a medida aprovechan su biocompatibilidad y ajuste preciso. En automoción, facilita la creación rápida de prototipos y la producción de componentes de motores.

El proceso: Del diseño al metal

Los archivos STL de impresión en 3D convierten los diseños CAD en superficies trianguladas para la fabricación capa a capa. Las tecnologías de escaneado e impresión 3D, incluidos los escáneres láser o de luz estructurada, capturan geometrías para la ingeniería inversa o la impresión 3D personalizada de metal para optimizar la precisión de las piezas antes de la impresión. Para la impresión de metal, las máquinas funden selectivamente polvos metálicos con un láser. Se necesita una potencia láser ajustada, una velocidad de escaneado y un control del espaciado de las tramas para gestionar las tensiones térmicas y la porosidad. Por tanto, la elección de una máquina de impresión 3D de metal es clave. Las variaciones en la densidad de energía y la atmósfera de construcción afectan a la calidad metalúrgica para la estabilidad dimensional y mecánica.

Aplicaciones del metal impreso en 3D

Máquina de impresión 3D en cera para joyería

La joyería impresa en 3D comienza con una "máquina de impresión en cera 3D para joyería" que fabrica modelos de cera. Emplean la fabricación aditiva para hacer prototipos de cera con una precisión micrométrica. La fundición a la cera perdida funde el modelo de cera en un molde tras la impresión. El molde de la pieza acabada recibe oro, plata o platino fundidos. Crea diseños compuestos y personalizados que serían difíciles de realizar a mano.

Figuras y esculturas impresas en 3D

Los artistas están recurriendo a la impresión 3D en metal para sobre la impresión en 3D de figurillas y esculturas aprovechando la exactitud y la implicación que ofrece. El acero inoxidable, el titanio o el bronce se estratifican en Sinterización Láser Directa de Metal o Fusión Láser Selectiva. Permiten a los artistas generar esculturas enrevesadas y duraderas que captan detalles finos sin los límites de la fundición tradicional. Populares en la cultura pop, estas figuritas impresas en 3D satisfacen una gran demanda de objetos de colección y combinan el arte digital con la artesanía física en pequeños lotes o ediciones limitadas.

Armas impresas en 3D y controversia

Las pistolas impresas en 3D han suscitado una gran controversia al utilizar SLM metálicas impresas en 3D. A diferencia de las réplicas de plástico, las pistolas de metal impresas en 3D son robustas y pueden resistir altas presiones de disparo, lo que las hace parecer armas de fuego tradicionales. Los archivos STL de impresión 3D, los planos digitales, se comparten libremente en línea, lo que crea problemas legales y éticos en comparación con el armamento irrastreable de fabricación privada. Muchos gobiernos están lidiando con marcos normativos; la producción de armas funcionales elude las restricciones convencionales a las armas de fuego.

Diseños novedosos y locos en la impresión sobre metal

Diseños locos, divertidos y geniales para imprimir en 3D

El metal impreso en 3D permite a los aficionados ampliar su creatividad con la forma y la función. Por ejemplo, los artistas elaboran estructuras enrejadas y objetos surrealistas, como botellas Klein imposibles de fabricar, utilizando el sinterizado directo de metal por láser. Los aficionados también han impreso guitarras metálicas en miniatura totalmente funcionales y esculturas absurdas que combinan usos prácticos y humor, como abridores de botellas metálicos con forma de animales u objetos cotidianos. Con la impresión multieje, crean diseños de impresión 3D divertidísimos con un postprocesado insignificante para una estética que fusiona el arte con la novedad mecánica.

Bola de engranajes con impresión 3D

Los entusiastas han creado conjuntos mecánicos metálicos como el Impresión en 3D bola de engranajes con engranajes giratorios entrelazados. Se diseñan utilizando software CAD, y cada engranaje se engrana para conseguir un movimiento sincronizado al girar. Con el metal impreso en 3D, el Inconel y el titanio proporcionan la integridad estructural, por lo que la bola soporta grandes tensiones. Debido a la precisión en capa por capa deposición de metales, las tolerancias de la bola de engranaje son lo suficientemente ajustadas como para funcionar sin ajustes posteriores al montaje. Demuestra lo fiable que se ha vuelto la impresión metálica en 3D para objetos mecánicos.

Productos metálicos estampados y gofrados

Las impresoras de metal pueden producir superficies con patrones novedosos, desde estructuras reticulares hasta texturas personalizadas. Por ejemplo, los diseños en relieve pueden aplicarse a piezas metálicas con detalle mientras se controlan los parámetros del láser en DMLS o EBM. En la tecnología de la moda, los patrones metálicos impresos en 3D pueden grabarse en relieve sobre tejidos o directamente en componentes metálicos personalizados para diseños de correas de reloj estampadas o "camisetas con impresión en relieve 3D" para mejorar el aspecto y la funcionalidad de las piezas metálicas para llevar puestas. La precisión les permite tener detalles de micronivel, algo imposible con el mecanizado tradicional.

Más allá del metal: Otras tecnologías de impresión 3D

Máquina de impresión 3D de camisetas

Una máquina de impresión de camisetas en 3D utiliza tecnologías de inyección de tinta y transferencia de calor para aplicar pigmentos o tintas textiles sobre el tejido en un proceso controlado de varios pasos. La máquina sigue la superficie del sustrato para penetrar en las fibras. Se diferencia de la adhesión superficial en la impresión 3D de metal. Debido a la mayor adherencia de la tinta, el proceso permite gradientes de precisión, profundidad en el diseño y mezclas de colores más vibrantes. Es más sostenible porque reduce el uso de agua y los materiales de desecho.

Máquina de impresión de uñas 3D

Una máquina de impresión de uñas impresión 3D sostenible precisión en los cosméticos con técnicas de microinyección para aplicar capas de tinta sobre la superficie de las uñas. Estos dispositivos integran sistemas de imagen en tiempo real para trazar la curvatura exacta de la uña para la alineación del diseño. A diferencia de la impresión 3D en metal, que utiliza la fusión o la sinterización, la impresión de uñas emplea el curado UV para endurecer cada capa de tintas formuladas en gel o laca. El reto aquí es mantener el detalle fino en una superficie pequeña y curva. Recuerde que requiere un posicionamiento adaptable de las boquillas y una tecnología de curado UV ultrarrápida.

Máquina de impresión mural UV 3D

Una máquina de impresión mural UV 3D utiliza la tecnología de inyección de tinta para imprimir imágenes de alta resolución en paredes verticales. Se diferencia de la construcción de objetos de metal de impresión 3D. La luz UV solidifica la tinta en el momento de la deposición para evitar que se emborrone en los acabados. Las máquinas pueden imprimir en superficies irregulares o texturadas mediante sensores que ajustan la distancia del cabezal de impresión. El obstáculo es garantizar la adherencia de la tinta a través de los materiales, desde el yeso hasta el hormigón, sin perder la claridad de la imagen.

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