Directrices de diseño y acabado de la impresión 3D SLS

Las piezas impresas por SLS 3D son fuertes, funcionales y tienen la capacidad de cumplir con tolerancias estrictas. A pesar de estas ventajas, las piezas impresas con SLS 3D tienen acabados ásperos y granulados. Por ello, el posprocesamiento de las piezas de SLS es un paso importante para garantizar que su pieza tenga el mejor acabado posible.

Además de las consideraciones sobre el acabado posterior al proceso, hay varias pautas de diseño de la impresión 3D por SLS que debe conocer para su pieza. En este artículo, analizamos las diferentes opciones de posprocesamiento de SLS y las principales directrices de diseño para sus piezas impresas en 3D con SLS.

Acabado estándar

Para un acabado estándar de impresión 3D por SLS, es necesario aplicar presión de aire para eliminar el polvo de la pieza. Para los restos de polvo que se adhieren a la superficie de la pieza, se emplea el chorreado de bolas de plástico para su eliminación. El resultado es un acabado superficial granulado y mate, similar a la rugosidad del papel de lija de grano medio.

Los acabados estándar de SLS proporcionan una geometría general precisa del diseño previsto. Además, los acabados estándar tienen factores de coste más bajos porque no se emplean métodos de acabado de impresión 3D SLS adicionales. A pesar de estas ventajas, los acabados estándar ofrecen opciones de color limitadas, ya que el color del polvo determina el color.

Acabado de medios de comunicación

Si un acabado estándar es demasiado áspero para la aplicación prevista de su pieza, puede optar por el pulido utilizando un bombo de medios. Los bombos utilizan pequeñas virutas de cerámica que vibran contra la superficie de la pieza y eliminan cuidadosamente las asperezas para que la superficie tenga un acabado suave. Es importante tener en cuenta que el pulido con bombo y platillo alterará ligeramente las dimensiones de la pieza y redondeará los bordes afilados. Por estas razones, las piezas con detalles intrincados y finos pueden necesitar evitar el volteo de medios.

Teñido

El método más asequible y rápido para añadir color a las piezas impresas con SLS 3D es el uso de un proceso de teñido en el post-procesamiento. Las piezas impresas por SLS 3D son bastante porosas, lo que las hace muy adecuadas para el teñido. El teñido ofrece muchos colores diferentes entre los que elegir y se pueden teñir varias piezas a la vez. A diferencia del volteo de medios, el teñido no afectará a las dimensiones de su pieza impresa por SLS 3D.

La pieza se sumerge en un baño de tinte durante el proceso de teñido, lo que proporciona una excelente cobertura de los lugares de difícil acceso en las piezas con geometrías complejas. Aunque el teñido ofrece una gran cobertura, es importante tener en cuenta que el tinte sólo suele penetrar hasta una profundidad de unos 0,5 mm. Esto significa que, con el paso del tiempo, el desgaste podría erosionar el color del tinte en la superficie de la pieza, adelantando el color del polvo impreso original.

Pintura en spray y laca

Otra opción para el posprocesamiento de las piezas SLS es aplicar lacas y pintura en spray. Pueden utilizarse diferentes barnices, capas transparentes y pinturas para producir una amplia variedad de acabados diferentes con fines funcionales y estéticos. Con los barnices, las piezas pueden procesarse para producir acabados de brillo metálico o alto brillo. Estos acabados de laca refuerzan la resistencia al desgaste y también aumentan la durabilidad de la superficie y la estanqueidad. Aunque las pinturas en spray y los lacados tienen muchas ventajas, es importante entender que estos procesos son menos eficaces que el teñido y que el proceso afectará a las dimensiones de su pieza.

Recubrimientos de estanqueidad

Pueden ser necesarios diferentes recubrimientos para las piezas impresas en 3D por SLS que requieran una mayor estanqueidad. Por ejemplo, los revestimientos de silicona y de acrilato de vinilo pueden proporcionar una excelente estanqueidad para proteger sus piezas. Por otro lado, el poliuretano (PU) es ineficaz como revestimiento impermeable para las piezas de SLS. Al igual que las pinturas en spray y las lacas, los revestimientos impermeables afectarán a las dimensiones de su pieza.

Recubrimientos de metal

En lo que respecta a los revestimientos en el post-proceso, los revestimientos metálicos también son una opción para sus piezas impresas en 3D por SLS. Los revestimientos metálicos pueden adoptar la forma de acero inoxidable, cobre, níquel, oro y cromo. Estos revestimientos metálicos mejoran la resistencia de la pieza y también pueden hacer que la pieza sea conductora de la electricidad. Los revestimientos metálicos son deseables para muchas piezas desde el punto de vista estético. A pesar de las ventajas de los revestimientos metálicos, aumentan el coste de producción y el plazo de entrega de su proyecto.

Espesor de las paredes

El grosor de las paredes de su pieza es un factor crítico a tener en cuenta a la hora de planificar su diseño. Las paredes deben ser lo suficientemente gruesas para garantizar que su pieza no se colapse durante el proceso de impresión 3D de SLS o en el campo durante el funcionamiento normal. Para la mayoría de las piezas impresas por SLS 3D, el grosor de las paredes debe ser de al menos 0,7 mm (para PA 12) a 2,0 mm (para poliamida rellena de carbono). En algunos casos, si se utiliza una estructura de soporte, es posible tener paredes tan finas como 0,6 mm.

Tamaño de los agujeros

A diferencia de la fabricación sustractiva, la impresión 3D SLS imprime los agujeros a medida que se imprime la pieza, en lugar de taladrarlos después de la impresión. Aunque esta es una ventaja significativa de la impresión 3D SLS, es importante tener en cuenta que los agujeros deben tener un diámetro mínimo de 1,5 mm. El diseño de los agujeros de este tamaño garantiza que el exceso de polvo no se atasque en los agujeros.

Tamaño de la pieza

Cuando se trata de la impresión 3D SLS, el tamaño máximo de la pieza es de 340 mm × 340 mm × 605 mm. En el otro extremo del espectro, el tamaño mínimo recomendado para las características es de 0,75 mm.

Tolerancia

El grado de precisión dimensional depende de la impresora 3D SLS específica que se utilice, así como del tamaño de la pieza impresa. La impresión 3D SLS tiene la capacidad de imprimir con un alto grado de precisión. Aunque la impresión 3D SLS es muy precisa, es vital limitar las tolerancias a los lugares de la pieza que son más críticos, incluidas las áreas de las piezas de acoplamiento. Si se utilizan demasiadas tolerancias, el proceso de SLS perderá eficacia.

Ahuecado

Una de las características más interesantes de las piezas impresas en 3D con SLS es que pueden ahuecarse para reducir el peso y ahorrar costes en materiales. Para las áreas ahuecadas de su diseño, deben incluirse agujeros de escape para poder eliminar el exceso de polvo de las áreas ahuecadas.

Montaje de piezas entrelazadas

Otro aspecto muy deseable de la impresión 3D SLS es que puede imprimir piezas móviles y entrelazadas en una sola construcción. Esto significa que no es necesario imprimir las piezas por separado antes de poder ensamblarlas. Cuando diseñe piezas entrelazadas, utilice una separación mínima de al menos 0,5 mm.