Inyección de material

La técnica de impresión 3D por inyección de material suele ser similar al proceso estándar de inyección de tinta en 2D. La utilización de fotopolímeros, metales o cera que se solidifican cuando se exponen a la luz o al calor (de forma similar a la estereolitografía) garantiza que los objetos físicos se construyan capa a capa. El proceso de fabricación por inyección de material permite imprimir en 3D diferentes materiales en una misma pieza.

La inyección de material dispensa un fotopolímero desde cientos de boquillas diminutas en un cabezal de impresión para construir una pieza capa por capa. Esto permite que las operaciones de inyección de material depositen el material de construcción de forma rápida y lineal, de forma similar a otras tecnologías de deposición puntual que siguen una trayectoria para completar el área transversal de una capa, también llamada corte. La máquina deposita gotas en la plataforma de construcción y, a continuación, las luces UV las curan y solidifican directamente. Los procesos de inyección de material requieren un soporte, que a menudo se imprime en 3D simultáneamente durante la construcción a partir de un material disoluble. Durante la fase de posprocesamiento, los fabricantes retiran el material de soporte.

Inyección de material: 3 subprocesos

Varias técnicas componen el término de inyección de material, siendo las más populares:

• Drop On Demand (DOD) Las impresoras de inyección de material DOD tienen dos chorros de impresión: uno para depositar el material de construcción y otro para el material de soporte disoluble. Como todas las máquinas de fabricación aditiva, las impresoras 3D del DOD siguen una trayectoria predeterminada y depositan el material de forma puntual para construir el área de la sección transversal de un componente. Estas máquinas también emplean un cortador de moscas que roza el área de construcción después de cada capa para garantizar una superficie perfectamente plana antes de imprimir la siguiente capa. La tecnología DoD suele ser un elemento importante para producir patrones parecidos a la cera para aplicaciones de fundición a la cera perdida y fabricación de moldes, lo que la convierte en una técnica de impresión 3D indirecta.
• PolyJet by Objet La tecnología de impresión 3D PolyJet fue patentada por primera vez por la empresa Objet, ahora una marca de Stratasys. Las capas ultrafinas inyectan los materiales de fotopolímero en una bandeja de construcción similar a la impresión de documentos por inyección de tinta. Cada capa de fotopolímero se cura con luz UV inmediatamente después de ser inyectada. La repetición de los pasos de chorro y curado, capa tras capa, produce modelos totalmente curados que pueden manipularse y utilizarse inmediatamente. El material de soporte gelatinoso, especialmente diseñado para soportar geometrías complejas, puede retirarse fácilmente a mano o por chorro de agua.
• NanoParticle Jetting (NPJ) de XJet. Esta tecnología de inyección de material, patentada por XJet, utiliza un líquido que contiene nanopartículas de construcción o nanopartículas de soporte que se carga en la impresora en forma de cartucho y se inyecta en la bandeja de construcción en capas extremadamente finas de gotas. Las altas temperaturas en el interior de la envoltura de construcción hacen que el líquido se evapore, dejando atrás las piezas hechas con el material de construcción. Esta técnica es adecuada para los metales y la cerámica.

La tecnología de impresión 3D por inyección de material es una excelente opción para obtener prototipos realistas, ya que proporciona un excelente nivel de detalle, una gran precisión y un acabado superficial suave. La inyección de material permite al diseñador imprimir un diseño en múltiples colores y varios materiales en una sola impresión. Se necesitan archivos STL separados para exportar el modelo Para designar un material o color diferente a zonas concretas de la pieza. Cuando se mezclan los colores o las propiedades de los materiales para crear un material digital, el diseño debe exportarse como un archivo OBJ o VRML. Estos formatos permiten la designación de propiedades especiales (como la textura o el color completo) por cara y por vértice.

Los principales inconvenientes de la impresión con tecnologías de inyección de material son su elevado coste y que los fotopolímeros activados por UV pierden propiedades mecánicas con el tiempo y pueden volverse frágiles.