Aprendiendo las mejores prácticas de impresión 3D de un profesional

Puede parecer que la impresión 3D es una tecnología completamente moderna, pero el hecho es que se ha utilizado en la industria durante décadas. Lo único que es realmente nuevo es que las impresoras se han vuelto lo suficientemente baratas y pequeñas para que gente como nosotros compre una y la coloque en nuestro banco de trabajo. Entonces, ¿por qué no aprovechar todo ese conocimiento acumulado por aquellos que han estado trabajando en el campo de la impresión 3D, más exactamente conocida como fabricación aditiva, desde antes de que MakerBot dejara de fabricar impresoras de madera?

Por eso le pedimos a Eric Utley, un ingeniero de aplicaciones de Protolabs, que pasara por el Hack Chat esta semana. Con más de 15 años de experiencia en fabricación aditiva, es justo decir que ha visto la tecnología pasar por algunos cambios bastante importantes. Ha trabajado en todo, desde la estereolitografía clásica (SLA) hasta las impresoras Multi Jet Fusion (MJF) más nuevas, con un enfoque reciente en la impresión en metales como Inconel y aluminio. En comparación con el tipo de impresoras 3D con las que ha trabajado, básicamente estamos jugando con LEGO calientes y semiderretidos, pero eso no significa que algunas de las lecciones que ha aprendido no se puedan aplicar a nivel de aficionado.

El chat comenzó con preguntas sobre cómo es el día a día de Eric y con qué tipo de increíbles máquinas puede jugar. Después de todo, no muchos de nosotros tendremos acceso a una impresora que puede escupir algo del tamaño de un motor de automóvil, por lo que tenemos que vivir indirectamente a través de otros más afortunados que nosotros. Esto condujo a una especie de manual básico sobre las diferentes tecnologías de impresión actualmente en uso por los "Big Boys" para piezas de plástico y metal.

En lugar del modelado por deposición fundida (FDM), el proceso mediante el cual funcionan nuestras impresoras de escritorio, Eric dice que la mayor parte del tiempo se trata de algún tipo de sinterización. Hay varias razones para esto, pero una de las principales es la velocidad. Dado que no hay penalización de tiempo por imprimir varios objetos, pueden cargar toda la superficie de impresión y maximizar su eficiencia. En un caso, Eric recuerda que procesaron 3000 piezas individuales en una sola impresión de 48 horas.

Finalmente, la discusión pasó al diseño real de las piezas destinadas a una impresora 3D, que es donde posiblemente las cosas eran más aplicables para los jugadores domésticos. Eric mencionó que la impresión por sinterización y fusión por inyección no requiere soportes, ya que el plástico en polvo proporciona una especie de andamiaje para la pieza a medida que se construye. Pero incluso si la pieza se produce con una tecnología que requeriría material de soporte, los buenos diseñadores intentan evitarlo tanto como sea posible. Especialmente en los campos médico y aeroespacial, donde los soportes internos podrían plantear problemas. Resulta que las reglas aquí son bastante similares a las que estamos acostumbrados aquellos de nosotros con máquinas de escritorio, como asegurarse de mantener ángulos más pronunciados que 45 ° y usar chaflanes en lugar de bordes duros.

Curiosamente, Eric dice que uno de los mayores problemas que tienen es el grosor de la pared. Obviamente, hay un grosor de pared mínimo para cada combinación diferente de material y tecnología de impresión, pero más que eso, dice que variar rápidamente el grosor de la pared de una pieza de metal impresa puede provocar una contracción diferencial que puede comprometer toda la pieza. Si no puede usar un grosor de pared constante en su diseño, su recomendación es hacer las transiciones lo más gradual posible, por ejemplo, usando empalmes.

También fue algo reconfortante escuchar que, incluso con las impresoras 3D industriales de gama alta, todavía hay problemas de precisión dimensional con los que lidiar. Caso en cuestión: agujeros en el costado de los objetos. Eric dice que las aberturas en la parte superior e inferior no son un gran problema ya que son esencialmente una pila de formas bidimensionales, pero una vez que tiene un agujero en el costado del objeto, la altura de la capa de la impresión agrega una nueva variable El problema es lo suficientemente grave como para que, si una pieza necesita agujeros en el lateral, a menudo se tratará en un paso de procesamiento adicional: las piezas de plástico tendrán los agujeros perforados después de la impresión y las de metal tendrán las aberturas mecanizadas con las tolerancias adecuadas. ¡Como en casa!

De hecho, para las piezas de metal, generalmente se requiere una buena cantidad de mecanizado después de que salen de la impresora. Eric dice que incluso en el mejor de los casos, apuntan a que una pieza de metal esté completa en un 95 % cuando se realiza la impresión. A partir de ahí, casi siempre necesita un viaje al taller de máquinas para limpiarlo. Pero también dice que esto no es realmente una peculiaridad limitada a la impresión 3D, y que los componentes de metal fundido a menudo necesitan un nivel similar de procesamiento posterior para obtener los detalles correctos. Como efecto secundario, señala que aquellos que tienen experiencia en el diseño de piezas para fundición tienden a hacerlo bien cuando cambian a la fabricación aditiva.

Nos gustaría agradecer a Eric por tomarse el tiempo de unirse a nosotros esta semana en el Hack Chat. Si bien es posible que nunca lleguemos a trabajar en la clase de máquinas que tiene a su disposición, disfrutamos escuchar los pequeños detalles que tienen en común con nuestras impresoras de escritorio mucho más simples: hay cierta satisfacción al saber que incluso los profesionales ocasionalmente luchan con los mismos problemas. hacemos.

Hack Chat es una sesión de chat en línea semanal organizada por expertos líderes de todos los rincones del universo de piratería de hardware. Es una excelente manera para que los piratas informáticos se conecten de una manera divertida e informal, pero si no puede hacerlo en vivo, estas publicaciones generales, así como las transcripciones publicadas en Hackaday.io, aseguran que no se lo pierda.