jueves, 3 de noviembre de 2022

Materiales para Impresión 3D FDM

En esta entrada, vamos a explicar las principales características técnicas de los materiales utilizados con impresoras 3D de filamento.


PLA (ácido poliláctico): Plástico biodegradable debido a su origen natural (maíz, patata o caña de azúcar).  Es apto para el contacto con los alimentos, y es biodegradable.



PLA Reciclado: Es PLA obtenido a partir de PLA reciclado, convertido a pellet y transformado de nuevo en filamento para impresoras 3D.

PLA 3D850 y 870: Este filamento tiene mejores propiedades que el PLA normal. Por ejemplo, soporta temperaturas de 85ºC en lugar de 55ºC del PLA normal.
Además, tiene gran resistencia mecánica similar al ABS, por tanto, podemos obtener propiedades similares utilizando PLA mejorado con su facilidad de impresión.

 También tiene menos problemas de warping durante la impresión y utiliza una temperatura de impresión entre 195ºC a 220ºC. 



ABS (acrilonitrilo butadieno estireno): Sus principales características: material muy tenaz, duro y rígido, con resistencia química a la abrasión. Es soluble en acetona. No es biodegradable, y sufre con la exposición a rayos UV. 

Requiere cama caliente entre 80ºC y 100ºC y temperatura de impresión entre 230ºC y 250ºC.


ABS Ignífugo: Es un ABS con aditivos para auto-extinguir una llama sin producir goteo de plástico. Suelen cumplir la normativa  UL94 y IEC 60695-11-10.



ABS uso médico: ABS biocompatible diseñado para uso médico y tienen la certificación Class USP VI o ISO 10993-1. Se puede mecanizar, pulir, lijar, perforar o pintar.



ABS conductivo o magnético:  Es ABS con aditivos de carbono para que sea conductor. No obstante, su aplicación no está pensada para imprimir circuitos eléctricos con este material al tener una alta resistencia, sino para fabricar piezas conductivas que sirvan para sensores electrónicos.


ASA (Acrilonitrilo estireno acrilato): Es un termoplástico similar al ABS. Es derivado del petróleo y es ampliamente utilizado en la industria por sus propiedades. Resistente a impactos y a las condiciones exteriores como lluvía, UV, cambios de temperatura…

Además, es más fácil de imprimir que el ABS, con temperaturas muy similares. Es fácil de pegar y unir con adhesivos para plásticos. Es soluble en metil etilcetona, dicloroetileno y ciclohexanona.

PETG (tereftalato de polietileno glicolizado): Filamento resistente a la humedad y a los productos químicos

Alta transparencia

Puede ser apto para la alimentación

Tiene baja contracción, lo que facilita su impresión.Puede tener un ligero defecto de refracción al dejar algún hilo en desplazamientos largos sin imprimir.

Gran resistencia a los rayos UV además de ser impermeable, por tanto es resistente a condiciones exteriores.


PETG Ignífugo: 

PETG modificado con aditivos retardantes a la llama basados en halógenos y fósforo rojo, que ralentiza la propagación del fuego porque es más resistente a prender fuego y permanecer en llamas. Está diseñado para minimizar el riesgo de que se inicie un incendio al entrar en contacto con una pequeña fuente de calor, como una pequeña llama o una falla eléctrica.

PP (Polipropileno): Filamento con alta resistencia mecánica y resistencia al impacto. 

Resistencia a la flexión. Puede recuperar la forma original sin desgaste ni fatiga, por eso es utilizado como bisagra en múltiples aplicaciones

Es respetuoso con el medio ambiente, ya que no produce residuos y permite el reciclaje continuo similar al vidrio.

Tiene una baja densidad (entre 0,9 g/cm³ y 0,91 g/cm³), por tanto es utilizado en piezas que tengan que flotar en el agua.

Alta resistencia en ambientes químicamente agresivos. 

Se recomienda para impresión 3D utilizar adherentes para una correcta fijación a la base de impresión y añadir por software bases para ampliar la superficie de contacto.

PA (Poliamida 6 y PA 12): polímero sintético con una gran resistencia y durabilidad, muy empleado actualmente en la gran mayoría de sectores de la industria.

Soporta temperaturas de hasta 180ºC sin deformarse. Alta resistencia a la fatiga.

Una gran revolución en la industria de fabricación aditiva ha sido la sustitución de piezas de metal por poliamida tales como cojinetes, engranajes, poleas, ruedas dentadas o sistemas de amortiguación.

También destaca por su utilidad como prototipos funcionales con resistencia al desgaste.

Debe ser preservado de la humedad para su correcta conservación.

Puede llegar a necesitar altas temperaturas de extrusión entre 230ºC y 280ºC.


TPU (Poliuretano termoplástico): Este Poliuretano Termoplástico se obtiene al modificar el Termoplástico Elastómero (TPE) obteniendo un material flexible resistente a impactos ideal para uso de amortiguación y vibración.

Pueden llegar a un 900% de alargamiento a la rotura.Tiene resistencia a la hidrólisis, resistencia a als bacterias y propiedades de flexibilidad incluso a baja temperatura.

Se utilizan diferentes aditivos para modificar su flexibilidad, mayor suavidad y acabado para impresión 3D.


HIPS (poliestireno de alto impacto): Material de soporte soluble que se usa a menudo con ABS. Se disuelve en limoneno químico. 

Uso para piezas ligeras y de alta calidad. Excelentes propiedades mecánicas.

Puede ser lijado y pintado con pinturas acrílicas.

 


PEEK (Poliéter éter cetona):  es un polímero termoplástico muy utilizado en la industria y la medicina por sus excelentes propiedades.

Al ser un termoplástico semicristalino, tiene alta resistencia mecánica y química que se conservan en un alto rango de temperaturas.

No absorbe humedad ambiente, es retardante de la llama de forma natural, tiene propiedades dieléctricas y para piezas de aislamiento eléctrico, sustituto de piezas metálicas como cojinetes, pistones bombas, rodamientos…

En impresión 3D, es un material técnico con necesidades avanzadas para obtener buenos resultados.

Temperatura de extrusor: 375ºC a 420ºC

Temperatura de la base: 130ºC a 180ºC

Temperatura ambiente: 70ºC a 150ºC


Una vez finalizado el proceso de impresión las piezas deben cocerse para aumentar la cristalinidad de la resina. Este proceso de recocido mejora las propiedades de resistencia mecánica al aumentar la cohesión entre capas de fabricación.

Proceso: Mantener las piezas en un ambiente controlado de 120ºC durante una hora, después aumentar a 150ºC durante una hora aproximadamente hasta que la pieza se estabilice a esa temperatura y luego bajar a 100ºC. 

Por último dejar enfriar lentamente hasta alcanzar la temperatura ambiente.


PEKK (polieteretercetona):  Polímero de alto rendimiento con una estabilidad dimensional alta, retardante de la llama y baja toxicidad del humo, elevada resistencia mecánica y química.

Temperatura de transición de cristal hasta los 186ºC, estabilidad hidrolítica a largo plazo.


PEI (poliéterimida): es un termoplástico con altas prestaciones térmicas, mecánicas y eléctricas.

Tiene mucha resistencia a la torsión, elevada resistencia a la deformación térmica, resistencia y durabilidad en condiciones exteriores, buena estabilidad dimensional, resistencia al impacto, fisiológicamente inerte (apto para el contacto con alimentos).

APLICACIONES

  • Industria aeronáutica y automoción: Piezas por donde circulan líquidos, aceites y gases.

  • Industria de la alimentación: Herramientas y utillajes para envasado.

  • Industria electrotécnica: Aislantes y cubiertas de protección.



POM (polioximetileno o acetal): Termoplástico perteneciente a la familia de los poliacetales, es uno de los materiales más utilizados para el moldeo por inyección, similar al Polipropileno (PP) y la Poliamida (PA).

Este material de excelentes propiedades químicas, resistente al calor e insensible a los cambios de temperatura, permite su amplio uso en múltiples aplicaciones.

Como material para impresión 3D, destaca su buena adhesión entre capas durante el proceso de laminado. Tiene un color blanco natural, el cual le otorga la cualidad de no necesitar aditivos para tener buena apariencia y a la vez no alterar sus propiedades técnicas.

Tiene baja resistencia a los rayos ultravioletas, por tanto, en el exterior aunque no llega a degradarse si pueden disminuir sus propiedades. 

Para impresión 3D, tiene algunas dificultades, ya que como la mayoría de filamentos técnicos, necesita alta temperatura en el extrusor, en torno a 230ºC a 270ºC, una temperatura de base de impresión de 110ºC a 140ºC y un ambiente controlado de temperatura de unos 60ºC.

Tiene alta contracción durante el proceso de impresión 3D, por tanto el uso de bases, faldas y contornos para aumentar la adhesión a la base de impresión son necesarias.

 

Fibra de carbono:La fibra de carbono es una fibra sintética constituida por uniones de carbono. Los filamentos con fibra de carbono, están compuestos por polímeros de base como PLA o nylon y otra parte por finos hilos de fibra de carbono.

Este aditivo crea un refuerzo que mejora las propiedades mecánicas del plástico base considerablemente. Esta mayor rigidez se logra pero se pierde flexibilidad. Su principal aplicación son piezas que no se puedan doblar o flexionar como carcasas, estructuras…


Aditivos Cerámicos: Son filamementos formado por materiales como el carburo de silicio, el boruro de silicio o el nitruro de silicio. Su aplicación son piezas que tengan que resistir altas temperaturas.

Aditivos de arena: Perteneciente al grupo de los materiales cerámicos, se utilizan para crear piezas de alta resistencia a la abrasión y a una exposición continua de alta temperatura.

Aditivos de cemento: Material cerámico, mezclado con agregados pétreos y agua. Es una tecnología que actualmente se encuentra en expansión ya que abre una nueva forma de construcción a la que conocemos hasta ahora. Sin duda, en los próximos años veremos una expansión de esta tecnología, usos y aplicaciones.

Madera y piedra: Los filamentos que incorporan madera o piedra, estan compuestos en una parte de plástico como base y luego partículas de madera o piedra para otorgar la apariencia a estos materiales. Su principal uso es la decoración para simular objetos de otros materiales ahorrando costes en su fabricación.

Ceras: Este material necesita de impresoras 3D especializadas ya que deben de incluir alguna herramienta de fresado en ciertos procesos. Su uso esta orientado a la fundición, aunque en la actualidad, las resinas para impresoras DLP estan sustituyendo de forma más rentable y rápida estas técnicas.

Tejidos biológicos: utilizados en la impresión, utilizan un material formado por material celular. Se deposita capa a capa similar al proceso de impresión de termoplásticos.

Su principal uso es la medicina ya que se estan empezando a crear tejidos como piel, tendones o incluso órganos a nivel industrial. En investigaciones futuras, pensamos que se podrán imprimir incluso nervios y riego sanguíneo aunque todavía es pronto. 

 

Esperamos que esta información sea de utilidad.

 

 Más información, en www.ingeniotriana.com.

 

Visita nuestra web y obtén más información técnica sobre filamentos.

 

 

 

jueves, 19 de marzo de 2020

Impresión 3D y el coronavirus: Tecnología y conocimiento.

Hola a todos, en esta entrada queremos ofrecer de forma ordenada y clara métodos para afrontar la pandemia del coronavirus (también denominado Covid-19 o SARS-CoV-2) y actualizaremos los enlaces de grupos coordinados de fabricación digital para ayudar al desavastecimiento de material sanitario.

También estudiaremos el aporte de la impresión 3D a  problemas que han surgido a causa del coronavirus.

Por último, plantearemos algunas formas de conseguir cierta protección y prevención al contagio de forma fácil y adsequible, en la naturaleza.

En la siguiente descipción, tendréis un resumen de los principales enlaces web donde la comunidad maker ha querido aportar su ayuda a facilitar y acelerar la adquisición de material sanitario:

https://www.coronavirusmakers.org/index.php/es/


Entre los proyectos más demandados, un respirador automático ha comenzado a fabricarse en poco tiempo mediante fabricación digital e implementando una electrónica adsequible.

En el siguiente enlace, podréis ver un documento con los componentes de hardware necesarios para el proyecto Reespirator, basado en Arduino.

Diagrama simplificado del proyecto Reespirator:



Diagrama de componentes electrónicos:

El sistema consiste en un motor paso a paso, que realiza los movimientos necesarios para bombear aire y hacerlo de forma controlada mediante sensores.


Por ahora, el proyecto esta avanzando, pero no debemos confiarnos sin antes realizar test de funcionamiento.



Verificar que los componentes cumplen con su función a lo largo del tiempo y el código de programación no presenta eventos que puedan dar lugar a error. 





En España, ya se estan realizando pruebas y test de funcionamiento para que lo antes posible cumplan con los requisitos y poder pasar a fabricación en serie.

También vemos algunas mejoras que estan aportando todos los integrantes de esta gran comunidad, como este diseño optimizando piezas y tiempo de fabricación:



La vida de las personas no se puede confiar tan rápidamente a un mecanismo sin antes estar seguros de su eficacia, por eso, mucha gente del ámbito profesional, se estan uniendo para aportar conocimientos técnicos y experiencia en este sector.



Una vez, validado el proyecto, se pasará a imprimir por piezas los componentes como esta que nosotros ya hemos fabricado para empezar con los test y pruebas de impresión 3D:

 















Se formarán equipos por comunidades de montaje y se podrán repartir de forma local sin necesidad de grandes desplazamientos.



Accede a toda la información desde el siguiente enlace:

https://www.dropbox.com/s/t98paxpcrztrhx3/Electr%C3%B3nica%20Reespirator23-17.pdf?dl=0



A continuación, se detallan más enlaces a información y como colaborar con los diferentes grupos makers.


Carpeta de Google Drive con la descripción y archivos sigitales para imprimir mascarillas, respiradores, válvulas, gafas de protección y nuevas incorporaciones que seguirán subiendo.

Acceso a SCAM (Sistema Colectivo de Ayuda Mundial)


Es importante leer los grupos de Telegram o Facebook para estar al tanto de actualizaciones, mejoras de archivos para imprimir, y fabricar según la demanda. Debes seleccionar el grupo según tu región (en España) y para aquellas personas que estén fuera de nuestro país, es interesante que veáis como nos estamos organizando, las dificultades que estamos encontrando y como cada uno de vosotros podéis mejorar o aportar.
 
Acceso a los diferentes grupos de Telegram


Una vez tengamos los archivos imprimibles, tenemos acceso a los diferentes grupos de comunicación coordinados, seguiremos las siguientes instrucciones:

Acceso a las instrucciones de registro de impresoras, piezas, grupos de comunicación y formularios para las entregas.




Por último, antes de empezar a imprimir, revisa la calibración de tu impresora 3D.

Medidas reales:
https://www.thingiverse.com/thing:3660800


Test de expansión horizontal: Encajes con otras piezas:
https://www.thingiverse.com/thing:1662342

Kit completo de calibración: Calibra otros factores como puentes, perímetros, grosores, etc...
https://www.thingiverse.com/thing:2610918



Si tu impresora 3D no esta bien calibrada, no es necesario tirar la toalla. Hay piezas que no necesitan de tener medidas perfectas, imprime viseras de protección con film transparente.Utiliza material como ABS, PLA o PEGT.

Acceso al archivo .STL para imprimir la visera de protección.

Manual de emsamble de las viseras con el film transparente


Seguramente cerca de donde vives, ya hay formados equipos de trabajo cooperativos de impresión 3D, además de las plataformas mencionadas.
Es el caso de Sevilla Maker Society, que también se han puesto manos a la obra y estan organizando información accesible a los usuarios, además de disponer de información clara sobre los archivos 3D en formato STL listos para imprimir.

Acceso al documento COVID-19 - Sevilla Maker Society

  
Por otra parte, muchos makers en plataformas como Thingiverse, están subiendo archivos para fabricar con impresora 3D utensilios como mascarillas, gafas de protección o llaveros que sirven para evitar el contacto directo.

















La verdad que muchos de los utensilios que se pueden descargar e imprimir son de mucho ingenio... 

Es el caso del llavero para evitar el contacto en interruptores de oficinas, abrir las puertas de las zonas comunes o coger una bolsa que a pasado por varias personas.


Enlace para acceder y descargar en Thingiverse.



Si tenéis una impresora 3D, es bueno imprimir algún modelo de los que puedes encontrar en la web y tener un buen gesto regalando a tus amigos, vecinos o familiares algo tan simple pero útil.




 












Si queréis imprimir mascarillas, es importarte conocer los diferentes tipos de filtros y su grado de protección.

Aprende a diferenciar los diferentes tipos de filtros y mascarillas 

https://blog.bextok.com/mascaras-filtro-particulas-clasificacion-forma-uso/

Si queréis imprimir mascarillas, es importarte conocer los diferentes tipos de filtros y su grado de protección.

Empresas como Sicnova,han creado una plataforma para colaborar de diferentes formas. Abasteciendo de material y dando acceso a los archivos digitales para descargar e imprimir viseras de protección.

https://portal3dcovid19.es/

https://portal3dcovid19.es/productos/

Valvula para respiradores a partir de la máscara de snorkel de Decathlon:

https://www.isinnova.it/easy-covid19-esp-2/


Diseñadores sin fronteras, han realizado los diseños para fabricar material sanitario como indumentaria sanitaria, gafas de protección, mascáras... SIn duda, todos aportan con sus medio y conocimientos:

 https://linktr.ee/disinfronteras


Consejos para limpiar y desinfectar las el material sanitario fabricado con impresora 3D:

http://www.3dprintingdesign.es/es/noticia/sabes-como-se-desinfecta-el-material-sanitario-que-estas-imprimiendo


Como podemos ver, la impresión 3D esta permitiendo aportar material escaso por problemas de abastecimiento y aumento de la demanda.

Un ejemplo, es el caso de Italia, donde al agotarse algunos de los componentes sanitarios, la solución fue utilizar la fabricación digital local, sin necesidad de largos desplazamientos para disponer rápidamente de las piezas necesarias.




Imagen de válvulas para respiradores impresas en 3D.

Como se puede apreciar, la función que cumple es la misma, pero empleando como método de fabricación la impresión 3D.



Seguramente, este y muchos otros avances seguirán apareciendo para dar solución a los diferentes problemas que se nos plantean.



Para terminar, no  debemos olvidarnos de aquellos elementos que nos llevan ayudando a combatir los virus desde hace miles de años.

En la naturaleza, existen elementos que mejoran nuestro sistema inmunológico.

A continuación mencinaremos algunos de estos elementos naturales:

Ajo:Contiene propiedades antivirales, antibióticas y antimicrobianas.  Los griegos y lo egipcios ya utilizaron el ajo y dejaron constancia de sus usos y propiedades. Se puede consumir como complemento en ensaladas, carnes...

Cúrcuma y Jengibre: Contiene propiedades antioxidantes, antibacterianas, anticancerígenas, antiinflamatorias como más destacadas.
Se suele consumir como especias en salsas como el curry.

Equinácea: Planta medicinal con propiedades antivirales y antibacterianas, se consume su raiz o parte floral en infusiones.




Hongo Ganoderma: este hongo muy utilizao en la medicina tradicional china y japonesa contiene propiedades para reforzar el sistema inmune.

Almendras y nueces: Estos frutos secos contienen minerales y vitaminas que favorecen al sistema inmune.

Arándanos: Contiene propiedades antioxidamentes y refuerzan el sistema inmune y protege el tracto respiratorio.

Granada: Contiene propiedades antivirales y mejora el sistema inmune.


Con esta información queremos transmitir que no necesitamos siempre el uso de la tecnología más avanzada para poder combatir el coronavirus y otras enfermedades desde nuestras casas.

En nuestra alimentación puede comenzar nuestra mejor defensa, además de utilizar toda la tecnología disponible.







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Bibliografía:
 https://foro.coronavirusmakers.org/index.php?p=/categories/prototipos

https://www.coronavirusmakers.org/index.php/es/

 https://www.3dnatives.com/es/italia-impresion-3d-salvo-vida-pacientes-covid-19-170320202/

https://www.lavanguardia.com/comer/tendencias/20200311/474044798763/comidas-alimentos-inmunes-enfermedades-defensas.html

https://www.promofarma.com/blog/salud-y-bienestar/4-plantas-para-aumentar-tus-defensas/

https://www.dropbox.com/s/t98paxpcrztrhx3/Electr%C3%B3nica%20Reespirator23-17.pdf?dl=0

https://innovadores.larazon.es/es/asi-es-respirador-automatico-3d-hospitales-creado-por-makers/












miércoles, 8 de enero de 2020

Como configurar el segundo extrusor de una impresora 3D

En esta entrada vamos e explicar los pasos que debemos realizar para configurar un segundo extrusor, utilizando el software de laminado Repetier-Host y Slic3r.

Además de este software, otros como Cura o Simplify3D también permiten agregar un segundo extrusor en el proceso de impresión 3D.


Sin embargo, existen diferentes mecanismos y hardware para poder utilizar varios extrusores:

Doble extrusor, un mismo carro:
 En esta disposición, nuestra máquina dispone en el mismo carro de desplazamiento del eje X, varios extrusores. 

 














Tienen la ventaja de utilizar un mismo motor y carro de desplazamiento. La desventaja que pueden presentar, es los restos de filamento que pueden dejar mientras el extrusor que no esta operativo sigue goteando material. La temperatura de extrusión puede afectar a la boquilla próxima si no se respeta la distancia necesaria.
Algunas impresoras como la Ultimaker, utilizan un mecanismo para elevar el segundo extrusor mientras no se esta utilizando, evitando dejar restos de material en la pieza durante la impresión.


Doble extrusor independiente:
Cada extrusor, dispone de su carro de desplazamiento independiente.

Esta disposición además de permitir combinar materiales, permite un modo de impresión múltiple o dual. 




El inconveniente es que se necesita mucha precisión en el movimiento combinado para no dejar imperfecciones en la impresión y se necesita un motor X2 para accionar el segundo extrusor.



Múltiples extrusores:
Este tipo de impresoras, combinan diferentes filamentos mediante un mecanismo.




Se pueden generar piezas a color sin necesidad de pintar o postprocesar, reduciendo el tiempo de operario.



 

Todas estas combinaciones posibles, necesitan de unos ajustes previos mediante software para que funcione correctamente.

Lo primero que debemos ajustar es la distancia que existe desde una boquilla hasta la otra. Esta acción, se realiza mediante el offset del X e Y.

Normalmente, se toma el extrusor 1 como referencia, y se calibra la distancia que hay hasta la boquilla del segundo extrusor. La distancia medida, se introduce en los parámetros del offset.




Para saber si nuestra impresora 3D tiene bien ajustados esos parámetros, podemos hacer una prueba de impresión rápida, y medir los resultados hasta obtener las medidas exactas.




En la previsualización, no debemos alarmarnos si la pieza aparece desplazada. En realidad, estamos viendo la previsualización con los parámetros del offset.




Es aconsejable utilizar materiales de características similares y boquillas de diámetros iguales.Por ejemplo, si utilizamos PLA en el extrusor 1, no debemos usar ABS en el extrusor 2. Las temperaturas de las boquillas son diferentes.

Si nuestra impresora 3D no tiene una distancia suficiente entre ambos extrusor o no lleva aislamiento térmico el cabezal del extrusor, puede ocasionar errores de impresión por temperatura. 

Además, un material puede necesitar de ventilador de capa y a otro material perjudicar la refrigeración. 
Por último, la plataforma o cama caliente, se ajusta a una temperatura u otra dependiendo del material.

Si hemos calibrado correctamente estos valores, podemos obtener resultados muy buenos. A continuación, mostramos algunos ejemplos de aplicación de multiple extrusión:










Ver también como imprimir con doble extrusor con Simplify3D:
https://kilo3d.com/como-imprimir-en-3d-con-doble-extrusor/