Fabricación de piezas por impresión 3D multimaterial - igus Blog España

Fabricación de piezas por impresión 3D multimaterial

Genoveva de Ros | 23 febrero, 2022

Implementación en el sistema CAD

Si quieres empezar a imprimir en 3D piezas compuestas en múltiples materiales, la primera pregunta es ¿Cómo enseñarle a la impresora 3D dónde usar qué material? 

Vamos a mostrarte como proceder con el software y el hardware utilizados en igus:

  • Autodesk Inventor para el diseño 
  • Impresora 3D Ultimaker de nueva generación con dos boquillas de material
  • El software de corte a juego Cura en su última versión.

Cura ofrece la posibilidad de superponer modelos STL. Aquí, dos modelos se combinan de tal manera que sus sistemas de coordenadas y orígenes coincidan. De esta forma, los materiales se pueden asignar individualmente a los modelos. Una pieza de 2 componentes requiere dos modelos STL que pertenezcan juntos y a los que se asigne el material respectivo.

Hay varias formas de lograr esto en el sistema CAD. Sin embargo, el método más simple y preferido es diseñar un componente con varios cuerpos sólidos. Las operaciones booleanas se pueden utilizar para garantizar que los sólidos encajen perfectamente entre sí y no se superpongan. No obstante, si luego los objetos se exportan individualmente en formato STL, se cumple el requisito mencionado anteriormente. En el sistema CAD, ambos modelos se refieren al mismo sistema de coordenadas y, por lo tanto, también se pueden superponer claramente en Cura.

El gráfico muestra cómo se asignan los diferentes filamentos a los modelos y cómo se pueden combinar los modelos en un solo componente.

Conexión entre los dos materiales

Se puede realizar una conexión entre dos materiales en un componente con un ajuste positivo y una unión de materiales. Por supuesto, una conexión de bloqueo positivo también es una conexión de bloqueo de material, pero ofrece una mayor seguridad contra fallos. A continuación, se muestran algunos ejemplos de conexiones de unión de material y ajuste positivo utilizando un diseño e implementación adecuados con Cura. La unión de material más sencilla es la unión directa sin superposición. Las conexiones de bloqueo positivo se pueden crear mediante una cola de milano, por ejemplo. Sin embargo, prácticamente no hay límites para el diseño y a menudo, la geometría está determinada por la aplicación.

Consejo

Al cortar (crear la geometría de la capa), Cura prefiere un material alternativamente en cada capa. Como resultado, si los modelos se superponen hay un efecto en la capa límite. En la imagen de más abajo se puede ver: las capas se superponen alternativamente entre sí, entrelazando así las fases y fortaleciendo significativamente la unión. Este efecto se puede utilizar de forma bien dosificada; por ejemplo, puede diseñar los sólidos “cero a cero” en el sistema CAD y espesar uno de los cuerpos en los puntos donde desea lograr una superposición, para que los modelos se superpongan.

Pieza impresa en 3D con dos filamentos distintos con unión sin superposición
Unión del material: Junta sin superposición
Pieza impresa en 3D con dos filamentos distintos con unión por superposición
Unión del material y forma: Junta con superposición
Pieza impresa en 3D con dos filamentos distintos con ajuste de forma mediante encapsulación
Ajuste de forma mediante encapsulación
Pieza impresa en 3D con dos filamentos distintos unida mediante cola de milano
Unión con cola de milano para encajar la forma

Ejecución de la impresión 3D con 2 materiales

Una vez que los filamentos seleccionados en Cura se cargan en la Ultimaker, el trabajo de construcción simplemente debe transferirse a la impresora. No hay nada más que considerar.

Ejemplo de aplicación de la práctica:

Alojamiento de un husillo fabricado por impresión 3D en dos filamentos distintos
Alojamiento de un husillo fabricado por impresión 3D en dos filamentos distintos

El ejemplo que se muestra aquí es un alojamiento de un husillo en el que se monta un eje para que se pueda quitar fácilmente (esto es práctico para la aplicación). El cuerpo principal del componente está hecho de filamento reforzado con fibra, mientras que la superficie de apoyo crítica sobre la que se desplaza el eje está hecha de tribofilamento. La superficie de apoyo está provista de un elemento circunferencial oculto para la unión por ajuste de forma de ambos materiales.

Impresión 3D multimaterial en el servicio de impresión 3D de igus
Impresión 3D multimaterial en el servicio de impresión 3D de igus

¡Diseña tu pieza y nosotros nos encargamos de imprimirla!

Ya tienes una idea de cómo puedes utilizar la impresión 3D de múltiples materiales, pero ¿no tiene una impresora 3D adecuada? ¡Estaremos encantados de ayudarte! Para combinarlos con nuestros tribofilamentos, que pueden procesarse en una impresora 3D Ultimaker o similar, actualmente podemos procesar un filamento reforzado con fibra de carbono con una rigidez muy alta en comparación con los materiales estándar y, además, un filamento flexible con un Shore dureza de 95 A.

Miguel Medina de igus

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