PARTE I: Tecnología FDM, historia de las impresoras, arquitectura y tipos de impresoras, kits de montaje, plásticos, extrusores.

1. Actividades Enseñanza Secundaria
III Taller Impresoras 3D

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8. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Tecnología FDM
Fused Deposition Modeling
• creada por Stratasys (1995)
• fabricación aditiva
• se construyen los objetos
capa por capa
• se calienta un material
termoplástico hasta un
estado casi líquido
• se extruye por una boquilla
muy fina que recorre unas
trayectorias determinadas
• se eleva el extrusor (Z) y
se imprime siguiente capa

9. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Tecnología FDM
cortar en
capas
perímetro
+
relleno

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Plasticos
Filamentos
Plástico termofusible en forma de hilo flexible
• diámetros estándar : 1.75 mm y 3mm (2,85mm)
• elevada precisión para evitar atascos
• bobinas de distintos pesos : 0.5 Kg 1Kg 2kg
• se obtiene a partir de pequeños fragmentos (pellets)
• se introduce en el extrusor por tracción mecánica
Materiales
• catalogos cada vez más amplios
• temperatura de fusión
• grado de rigidez o flexibilidad
• velocidad de impresión requerida
• posibilidad de lijado, pintado, pulido ...
• compatibilidad con el extrusor utilizado
• propiedades especiales : conductividad, dureza, porosos ...

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Plasticos
ABS ...
ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno)
• material procedente del petróleo muy utilizado en la industria
Ventajas
• muy estable a altas temperaturas (100º C)
• alta resistencia a la fractura (tenacidad)
• alta capacidad de mecanizado : lijar, perforar, pintar ...
• muy resistente a los impactos
• se disuelve con acetona
Inconvenientes
• conveniente experiencia previa
• dificultad de impresión dependiendo del objeto
• contracción entre capas más rápida que el PLA
• puede resquebrajarse la pieza si el entorno es demasiado frío
• dificil evitar el efecto warping

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Plásticos
ABS
Aplicaciones
• elementos mecánicos, automoción, industriales
• elementos decorativos
• piezas LEGO
Impresión
• temperatura de extrusor elevada : 220-240ºC
• en filamentos de color oscuro : +5ºC
• temperatura de cama : 60–80º C
• no requiere ventilador de capa
• entorno calefactado : cerramiento térmico
• ambientes bien ventilados
• desprende gases nocivos
• adhesivos para evitar que la pieza se despegue
• cinta Kapton, laca Nelly fuerte

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Plasticos
PLA ...
PLA (PolyLactic Acid)
• procede de materia orgánica (maíz, trigo,...)
• muy utilizado en impresión 3D
Ventajas
• capacidad de biodegradación bajo condiciones adecuadas
• material ecológico y reciclable: se obtiene de recursos renovables
• facilidad de impresión: iniciación en el mundo 3D
• no necesita cama caliente
• la textura final no es tan suave como la del ABS
• mejor comportamiento con los ángulos y piezas más brillantes
Inconvenientes
• endeble a partir de los 60ºC
• material frágil: poca resistencia mecánica
• no se disuelve con acetona (limpieza)

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Plásticos
PLA
Aplicaciones
• elementos decorativos
• figuras, maquetas, prototipos
• vasos, tazas, platos
• utensilios varios
Impresión
• temperatura de extrusor moderada : 200-210ºC
• en filamentos de color oscuro : +5ºC
• se recomienda utilizar ventilador de capa
• evita que la pieza se deforme
• mejora el acabado en puentes y voladizos

15. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Arquitecturas
Cartesianas
Sistema de ejes X Y Z como referencia
• origen : (0,0,0) (home)
• una esquina de la base / centro
• extrusor
• desplazamiento horizontal : X
• elevación vertical : Z
• base móvil : Y
• finales de recorrido para valor 0 (interruptores)
Prusa I3
• la más vendida por su bajo coste
• marco de aluminio / metacrilato para soporte
• vibraciones con el movimiento del extrusor
Mendel
• estructura triangular más compacta
• construcción con perfiles metálicos

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Arquitecturas
Delta
Coordenadas cilíndricas
• { Z1 Z2 Z3 }
• tranformación geométrica
• ( X,Y, Z )  { Z1 Z2 Z3 }
• cálculo complejo para el C
• basadas en el robot Rostock
• muy usado en sistemas robóticos industriales
Características
• base circular fija
• extrusor tipo bowden
• mayor velocidad de movimiento
• ideal para objetos de altura elevada
• formas más o menos circulares
• dificultad de ajuste para objetos lineales

17. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Un poco de historia
Artesanía y Bricolage (2011)

18. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Kits de Montaje
Prusa I3

19. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Kits de Montaje
Prusa I3 : Estructura Compacta

20. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Kits de Montaje
Prusa Mendel BCN3D+

21. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Kits de Montaje
Delta BCN3DR

22. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Kits de Montaje
Rostock Max

23. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Tipos de Extrusores
Directos
mecanismo
reductor
sin reductor
Sistema mecánico de alimentación del filamento (motor)
• situado encima del bloque metálico que lo funde
• lo empuja directamente hacia la boquilla

24. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Extrusores
Bowden
Sistema de alimentación del filamento (motor)
• situado lejos del bloque metálico que lo funde
• guiado por el interior de un tubo de muy baja fricción
• con /sin mecanismo reductor

25. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Extrusores
Dobles ...
BowdenDirectos

26. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Extrusores
Dobles

27. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Extrusores
MultiFilamento

28. Electrónica de ComunicacionesFacultad de Ciencias  III Taller Impresoras 3D
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Arquitectura de una Impresora 3D
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STL
STL
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