Hola, mi nombre es Ana María Camacho López,
soy profesora del Departamento de Ingeniería de
Construcción y Fabricación
y esta videoclase va a abordar muy brevemente
el principio de funcionamiento de la fabricación digital por capas.
La fabricación aditiva, additive manufacturing en inglés,
o impresión 3D como se la conoce más coloquialmente,
engloba un conjunto de tecnologías que van a permitirnos fabricar piezas
de variadas geometrías a través de un principio
de superposición de capas de material que parten de los datos
generados previamente en un modelo tridimensional,
en un modelo virtual o 3D.
En la diapositiva se puede observar el flujo de proceso que se sigue
en cualquier proceso de fabricación aditiva
independientemente de la tecnología que estemos utilizando
y básicamente se resume en los siguientes pasos.
En primer lugar, vamos a crear un diseño digital
en un archivo de diseño asistido por ordenador,
en un archivo de CAD,
que puede ser o bien generado a través de un software de diseño
asistido por ordenador o bien se puede obtener
a través de un proceso de escaneado tridimensional previo.
Una vez que generamos ese archivo digital,
que podemos ver, por ejemplo,
en la primera imagen de la figura superior,
lo que hay que hacer es convertir ese archivo
a un formato legible para la siguiente etapa del proceso.
Normalmente esa conversión implica convertir el archivo a STL
o a MF y lo que hace es que el archivo genera
o se discretiza en una malla generalmente triangular.
Una vez hecho esto, el siguiente paso de este flujo de proceso
implicaría el slicing o rebanado.
También se le denomina comúnmente laminado
y es un proceso en el que el software de laminado divide el modelo
en una serie de capas horizontales muy finas que van desde micrómetros.
A centésimas de milímetro,
que se va a configurar a través del propio equipo
y que va a formar parte de los parámetros de impresión.
Cada una de estas capas va a tener lo que se denomina altura de capa.
Y dependiendo del número de capas,
vamos a poder tener una configuración,
un diseño con un acabado final más fino,
con una mejor calidad superficial o no.
Al finalizar esta tercera etapa lo que obtenemos es un archivo
G-code, que es como se le conoce también normalmente,
y a través de este archivo ya podemos dar órdenes al equipo de que imprima
la pieza que hemos laminado, que hemos rebanado
en distintas capas,
para que la imprima con la forma o con la geometría
deseada en este proceso de deposición de capas.
Como podemos ver, esto enlaza con la siguiente etapa,
que es la fabricación propiamente dicha,
capa a capa.
Independientemente de la tecnología, lo que va a ocurrir es que la máquina
va a depositar o se va a solidificar material capa a capa,
siguiendo la geometría que recoge nuestro modelo.
Una vez que tenemos impresa la pieza,
como podemos ver en la tercera de las imágenes
de la figura superior,
lo que va a ocurrir es que en muchas de estas tecnologías,
no en todas, pero en bastantes de ellas,
es necesario aplicar tecnologías o técnicas de postprocesado
que nos ayuden a alcanzar las dimensiones finales,
el acabado final o las propiedades deseadas
a través de tratamientos térmicos o tratamientos superficiales.
Aparte de, por supuesto,
otra de las tareas más habituales de postprocesado
es la eliminación de soportes que son requeridos en muchos casos.
El principio capa a capa que acabamos de introducir consiste,
como se ha mencionado, en construir la pieza.
La mayoría de las veces se construye de abajo a arriba,
pero puede ser también de arriba a abajo según la tecnología,
y vamos superponiendo dichas capas.
En la diapositiva se muestran dos figuras
de dos tecnologías diferentes, la que está a la izquierda,
es la tecnología de posición de filamento fundido FDM o FFF
como se suele denominar técnicamente y a la derecha
tenemos una imagen de un proceso o una tecnología de estereolitografía
en este caso la técnica SSLA.
Aquí podemos ver que cada capa
se une a la anterior a través de diferentes fenómenos
ya sean de fusión, adhesión o polimerización
dependiendo de la tecnología y del material y bueno
pues en estos casos concretamente en el caso de FDM
lo que tenemos es la fusión de un filamento que se va a ir
depositando capa a capa sin embargo en el caso de la tecnología
SLA que tenemos a la derecha lo que está ocurriendo
es la polimerización de una resina que es sensible
a la luz aplicada a través de un láser.
La diferencia también que podemos observar en ambas figuras
es que en la primera de ellas podemos ver que la pieza se va construyendo
sobre una plataforma de abajo arriba,
mientras que en el caso de la tecnología
SLA la pieza, el polímero,
se va polimerizando, se va consolidando de arriba abajo.
De hecho, la pieza queda adherida
a la plataforma que está en la parte superior.
Hay un parámetro fundamental
en estas tecnologías, que es el espesor o altura de capa,
que va a tener un impacto muy grande en el resultado final.
Por un lado, principalmente en la resolución,
porque a mayor número de capas tenemos un mayor nivel de detalle,
un mejor acabado.
Y por otro lado, la velocidad.
Si aplicamos una velocidad mayor a la hora de depositar esas capas,
vamos a obtener unas capas más gruesas,
más burdas y obtenemos un proceso más rápido,
lo cual es una ventaja,
pero por contrapartida vamos a obtener una menor precisión.
Este es un poco el resumen del principio de funcionamiento
de fabricación digital por capas.
Espero que os haya resultado de interés.