Archivos para junio 2021

PETG es uno de los materiales más empleados dentro del sector de la fabricación aditiva. Este material se produce a partir de la mezcla de PET (tereftalato de polietileno) y etilenglicol. Gracias a este proceso se mejoran las propiedades mecánicas del material, permitiendo crear modelos más resistentes. También hace más sencillo el proceso de extrusión, facilitando la producción de modelos mediante técnicas de fabricación aditiva.

La utilización del PETG frente al PET en procesos aditivos responde a el problema que tiene este último cuando se calienta. Cuando el PET sufre un sobrecalentamiento se vuelve frágil, por lo que es inviable su empleo en fabricación aditiva. Esta problemática se soluciona gracias al glicol que contiene el PETG.

Gracias a la sus propiedades y su facilidad para impresión, el PETG es uno de los materiales más empleados para la producción de modelos mediante impresoras que utilizan las técnica de fabricación de modelado por deposición fundida (FMD).

Propiedades del PETG

El PETG tiene una serie de ventajas por las que se ha convertido en uno de los materiales más utilizados en procesos de fabricación mediante FDM:

• Alta resistencia a los impactos.
• Trasparente, aunque puede colorearse durante el proceso de producción del material.
• Resistencia al desgaste y a la corrosión de agentes oxidantes.
• Facilidad de impresión parecida a la de un filamento PLA.
• Reciclable y no perjudicial para el medio ambiente.
• Baja absorción del agua.
• Aprobado para uso alimentario.

Gracias a todas estas propiedades, se ha extendido el uso del PETG en sectores tan variados como el alimentario, el médico o el aeronáutico.

Aplicaciones

El PETG es uno de los materiales más empleados en fabricación aditiva. Su empleo está extendido en diversos sectores industriales donde ha ido ganando repercusión para la producción de prototipos y también de modelos de uso final. Estos son algunas de las aplicaciones de este material:

• Industria alimentaria: al igual que el PET, este material es muy popular dentro de la industria alimentaria, ya que es un material que puede ser fácilmente esterilizado y aprobado para su uso alimentario. Muchas empresas de alimentación optan por este material para proteger sus alimentos dada su alta resistencia al impacto.
  
• Sector médico: el PETG es muy utilizado en medicina gracias a la gran variedad de aplicaciones y su facilidad para permanecer limpio y seguro, gracias a a sus propiedades de esterilización. Por ello, este material se emplea es ideal para la producción de herramientas y prótesis médicas.

Además de estas aplicaciones, el PETG se emplea para la fabricación de herramientas, partes para drones, y piezas de soporte y protección en industrias como la automoción, la aeronáutica o el sector naval.

Aunque trabajar con un filamento PETG es sencillo, se necesita cierto tiempo para calibrar tu máquina de impresión. A diferencia de los filamentos PLA donde el proceso de configuración de tu impresora es mucho más rápido, el PETG necesita un trabajo previo para obtener los resultados deseados. En Laboratorios 3D ofrecemos un servicio de consultoría y asesoramiento en procesos de fabricación aditiva industriales para que ahorres tiempos y solucionarte los problemas al implementar esta tecnología en tus procesos de producción.

El PETG se utiliza principalmente mediante modelado por deposición fundida. En Laboratorios 3D, contamos con la PartPro300 xT de XYZprinting que es una de las impresoras con mayor potencial para la producción industrial de piezas mediante está técnica de fabricación.

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La fabricación aditiva es una de las tecnología más punteras de la industria 4.0. Uno de los aspectos en los que más destaca es en el prototipado y es una de las razones principales por las que una gran mayoría de empresas están apostando por introducir la fabricación aditiva dentro de los procesos de diseño y fabricación.

Con el paso de los años, la fabricación aditiva ha mejorado enormemente el proceso de prototipado, permitiendo crear modelos de manera más eficiente que con otras técnicas tradicionales. Esta nueva tecnología ha permitido la reducción de procesos intermedios en la cadena de producción, como la creación de herramientas, lo que permite producir prototipos hasta un 90% más rápido.

Sin duda, la fabricación aditiva ha revolucionado el proceso de prototipado. Una tecnología versátil que se emplea en sectores industriales como el aeronáutico, el automovilístico o el naval, pero que también se ha introducido en hospitales, joyerías o como herramienta en universidades y centros de investigación.

Ventajas del prototipado a través de la fabricación aditiva

La tecnología aditiva tiene grandes ventajas respecto a las técnicas de fabricación tradicionales. Además de tener un menor coste, ofrece grandes posibilidades a la hora de producir prototipos.

• Gran variedad de materiales: la fabricación aditiva permite crear modelos que incluyan diferentes tipos de materiales y propiedades, utilizando un ensamblaje sencillo.
  
• Reducción de los costes de producción: la reducción de tiempos durante el proceso de fabricación y el uso eficiente de material reduce considerablemente los costes del prototipado.
  
• Simplificación de la fase de diseño: se suprimen las restricciones tradicionales y se permite una mayor versatilidad para fabricar prototipos y realizar testeos del modelo final.
  
• Integración sencilla de mecanismos: las técnicas de fabricación aditiva permiten integrar mecanismos en las piezas creadas sin tener que realizar ajustes, montajes o calibrados.
  
• Versatilidad y capacidad de personalización: la fabricación de modelos mediante fabricación aditiva permite personalizar los diseños finales sin encarecer el mismo. Esto permite una gran versatilidad a la hora de producir prototipos o piezas de uso final.
  
• Beneficioso para el medio ambiente: la fabricación aditiva emplea únicamente el material necesario para producir el modelo final. Esto, además de suponer un ahorro en los costes de producción, se traduce en una reducción en los desechos, mejorando el impacto en el medio ambiente.
  
• Una sola maquina e infinidad de posibilidades: capacidad para producir gran variedad de piezas con diferentes propiedades y formas empleando una única máquina, reduciendo en gran medida los costes de fabricación.

• Plan de contingencia en caso de avería: la fabricación aditiva permite la producción de series cortas del producto final. Por lo que en caso de avería de la línea de producción puede actuar como método de producción alternativo.

Sectores que emplean la fabricación aditiva para producir prototipos

En la actualidad, se ha incorporado la fabricación aditiva en una gran variedad de sectores. Sectores como el aeronáutico, el automovilístico o el médico son algunos de los que están generando mayores avances en este campo:

• Sector aeronáutico: gracias a las capacidad para fabricar componentes más ligeros, fiables, y con una complejidad mayor a la actual, se han logrado fabricar tanto en piezas internas como externas.
  El sector aeronáutico es uno de los que más se beneficia de la fabricación aditiva ya que la producción de modelos finales se realiza en series cortas. Además, los equipos de ingeniería pueden emplear esta tecnología para producir prototipos con un coste reducido y en tiempo récord.
  
• Estudios de ingeniería y arquitectura: cada día son más los estudios de ingeniería y arquitectura que han incluido esta tecnología para la fabricación de prototipos o maquetas. La reducción de tiempos y costes, además del alto nivel de detalle que se consigue, han convertido está tecnología en líder del sector.
  
• Sector médico: este sector es uno de los más pioneros en el empleo de la fabricación aditiva para crear modelos 3D con diversos usos y propósitos sanitarios. Gracias a la versatilidad y libertad de diseño de la tecnología 3D, se pueden fabricar modelos personalizados y que se adapten a las necesidades de cada paciente.
  
• Universidades y centros de investigación: el prototipado es uno de los procesos clave para cualquier proceso de desarrollo e investigación. Es por ello que cada vez son más los centros universitarios y de investigación que optan por usar esta tecnología en sus investigaciones.

En definitiva, para la creación de todo este aparato productivo, las empresas que ya han introducido la fabricación aditiva han logrado agilizar su producción, empleando sobre todo en sus fases de diseño y pre-producción.

Técnicas de fabricación destacadas en el proceso de prototipado

La fabricación aditiva ofrece diferentes técnicas para prototipado. Estas son algunas de las técnicas que mejor se adaptan a la fabricación de prototipos:

• Modelado por Deposición Fundida o FDM: La técnica de impresión FDM (Modelado por Deposición Fundida) permite la posibilidad de la fabricación de prototipos con diferentes tipos de materiales (PLA, PC, ABS, PETG, Fibra de Carbono). Por ejemplo, la Part Pro 300 xT de XYZprinting permite crea modelos resistentes de manera rápida y eficaz, por lo cual es perfecta para el prototipado.
  
• Estereolitografía o SLA: La estereolitografía es la técnica de fabricación ideal para producir prototipos que necesiten unos acabados suaves y superficies lisas. La PartPro 150xP de XYZprinting emplea esta técnica para fabricar modelos precisos de alto nivel.
  
• Digital Light Processing o DLP: la fabricación mediante es una técnica que permite el prototipado con alto nivel de detalle y acabados suaves y lisos. La Part Pro 120 xP emplea esta técnica para la fabricación de modelos de alta resolución.
  
  

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La fabricación aditiva posee un alto potencial para una gran variedad de aplicaciones. Uno de los campos donde más destaca esta tecnología es en la restauración y conservación del patrimonio.

El inevitable paso del tiempo desgasta y destruye figuras emblemáticas del pasado, ya sea por la climatología o por las guerras y conflictos. El patrimonio mundial se ve afectado por estos bruscos cambios en el entorno, por lo que investigadores, arqueólogos y científicos mantienen una constante lucha por preservar el pasado. Para ello, museos, universidades e instituciones culturales se encargan de preservar estos bienes culturales.

Esta tecnología presenta grandes ventajas para la conservación, digitalización y promoción de la cultura en museos e instituciones, ya que permite la recreación de modelos fidedignos sin necesidad de alterar el objeto original. Además, reduce considerablemente los tiempos y costos de las reconstrucciones patrimoniales.

Aplicaciones de la fabricación aditiva en la conservación del patrimonio

La tecnología 3D permite digitalizar obras artísticas con una gran precisión. Esto se consigue gracias al escaneo de piezas en 3D o mediante el uso de la fotogrametría, que consiste en realizar fotografías desde múltiples posiciones a un objeto para conformar una imagen en 360 grados.

Un ejemplo real de la aplicación de la fabricación aditiva lo encontramos la restauración de una parte del sillón perteneciente a María Antonieta de Austria realizado en 2015. El sillón se encontraba en el Palacio de Versalles (Francia), pero fue adquirido por el museo londinense Victoria & Albert, que se encargaron de su conservación. Mediante diferentes técnicas, un equipo del museo consiguió reconstruir un adorno de la parte superior de la silla mediante el uso de técnicas de fabricación aditiva.

Otro de los casos más notables fue el de la ciudad de Palmira (Siria), que tras ser sitiada por el Estado Islámico perdió gran parte de su patrimonio cultural. Gracias al uso de técnicas de fabricación aditiva, se ha podido recuperar parte de los artefactos dañados o destruidos.

El modelo más destaco fue el Arco de Triunfo de Palmira, una replica de 6 metros de altura y 11 toneladas. Esta recreación pertenece a un proyecto conjunto de el Museo del Futuro de Dubai, la Universidad de Harvard y la Universidad de Oxford. La replica se construyo en 6 horas a partir de imágenes 2D del monumento original gracias a la ayuda de varios robot 3D que ensamblaron y organizaron la estructura en Londres, Nueva York y Dubai.

Ventajas de la fabricación aditiva en la restauración de patrimonio

Entre las ventajas que ofrece la tecnología de fabricación aditiva en la restauración y conservación de patrimonio se encuentran las siguientes:

• Mejorar el proceso de restauración de las piezas, sobre todo con piezas delicadas que son susceptibles a ser dañadas o alteradas con su manipulación.
• Posibilidad de emplear materiales innovadores capaces de recrear texturas metálicas o de diferentes tipos de maderas con un coste reducido y una gran facilidad de fabricación.
• Posibilidad de fabricar recreaciones fidedignas para su empleo en labores divulgativas o educativas, evitando el deterioro de los modelos originales.
• Reducir considerablemente los costes y tiempos de producción en la restauración del patrimonio cultural.

Técnicas de fabricación empleadas en la restauración del patrimonio cultural

Dentro del campo de la fabricación aditiva existen diferentes técnicas para la manufacturación de modelos. Estas son algunas de las técnicas de fabricación que mejor se adaptan a la industria de la investigación y conservación del patrimonio cultural:

• Binder Jetting: La técnica de fabricación Binder Jetting ofrece la posibilidad de fabricación de piezas a todo color. Gracias a impresoras como la PartPro 350 xBC de XYZprinting, se pueden conseguir recrear modelos a color de manera precisa y con una alto nivel de detalle. Sin duda, esta técnica es ideal para la restauración y conservación de patrimonio cultural.

• Estereolitografía o SLA: La estereolitografía es la técnica de fabricación ideal para conseguir modelos que necesitan unos acabados suaves y superficies lisas. La PartPro 150xP de XYZprinting emplea esta técnica para fabricar modelos precisos de alto nivel.

• Digital Light Processing o DLP: la fabricación mediante es una técnica que permite la fabricación de piezas con alto nivel de detalle y acabados suaves y lisos. La Part Pro 120 xP emplea esta técnica para la fabricación de modelos de alta resolución.

• Modelado por Deposición Fundida o FDM: La técnica de impresión FDM (Modelado por Deposición Fundida) permite la posibilidad de la fabricación de piezas con diferentes tipos de materiales (PLA, PC, ABS, PETG, Fibra de Carbono). Esta tecnología permite la fabricación de modelos de objetos con acabados de madera o metálicos.
  
  La Part Pro 300 xT de XYZprinting permite crea modelos resistentes de manera rápida y eficaz, por lo cual es perfecta para la creación de prototipado y recreaciones patrimoniales.

Las tecnologías 3D han revolucionado la restauración de patrimonio como nunca antes lo hemos visto. Ofreciendo un gran abanico de posibilidades que democratice y nos permita disfrutar de la cultura desde otro punto de vista.

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El PLA o ácido poliláctico es el material más empleado en la fabricación aditiva. Se trata de un material termoplástico compuesto por materiales ecológicos y renovables como maíz, algodón, caña de azúcar o raíces de tapioca.

Frente a otros filamentos, este biopolímero posee una gran variedad de características que le han convertido en uno de los más empleados en la industria. Su gran facilidad y bajo coste de impresión y su resistencia a la humedad o sus propiedades inodoras y elásticas, han convertido al PLA el material más demandado por los usuarios.

La utilización del PLA en la fabricación aditiva es idónea, pues se trata de un biopolímero dimensionalmente estable. Por otro lado, la materia prima empleada para la fabricación de este material es fácil de conseguir, lo que abarata su costes de fabricación. Además, es capaz de utilizarse en una máquina de impresión 3D con una fuerza motriz considerablemente menor a lo habitual, lo que permite alargar la vida útil de la impresora.

Este material, pese a su reciente reconocimiento, es uno de los más veteranos de la industria: la fabricación de productos con PLA se remonta a 1932, cuando el científico Wallace Carothers fabricó los primeros productos procesando el ácido láctico. Tras varias décadas de mejoría, el científico patentó el proceso. Si bien en el pasado la producción del PLA tenía un coste elevado, los avances de los últimos han logrado abaratar los costes, de ahí su actual popularidad en la industria de la fabricación aditiva.

Ventajas del PLA

La ventajas que ofrece el PLA respecto a otros materiales lo convierten en uno de los más empleados en la industria. Además de sus propiedades mecánicas, el reducido coste, la facilidad y la rapidez de fabricación de modelos han hecho de este material uno de los más utilizados en la industria.

• Material inodoro, permanente, claro y brillante.
• Muy resistente a la humedad y la grasa.
• Es parecido al polietileno en cuanto a desarrollar barreras para sabores y olores.
• Posee una gran capacidad elástica.
• El nivel de inflamabilidad es bastante bajo, por lo que es estable frente a la luz UV, dando la oportunidad de una gran variedad de aplicaciones.
• Aún siendo elástico, puede formularse con la finalidad de ser más rígido.
• Puede copolimerizarse con otros materiales.
• Su proceso de fabricación puede variar con la finalidad de adquirir diferentes propiedades mecánicas. 

El PLA es el material perfecto para aquellas empresas que busquen materiales sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. Gracias al compostaje industrial, el PLA puede descomponerse sin dañar al ecosistema.

Aplicaciones

El PLA se encuentra presente en una gran variedad de sectores industriales. Desde el sector automovilístico hasta el sector sanitario, pasando por la producción de envases en la industria alimenticia o la fabricación de recreaciones y maquetas en museos y centros divulgativos.

Una de los sectores industriales donde más destaca este material es el sanitario. En esta industria se emplea variantes del PLA que permiten una mejor adaptación a las necesidades sanitarias. Por ejemplo, el filamento Antibacterial PLA, utilizado para usos médicos como la creación de prótesis, herramientas quirúrgicas, incluso para la fabricación de juguetes infantiles o productos para bebés.

Otra de las aplicaciones del PLA es su uso para la fabricación de prototipos. La rapidez y el reducido coste de la creación de prototipos han popularizado el uso de este material por ingenieros y diseñadores. No obstante, el PLA puede utilizarse también para la fabricación de piezas de uso final, especialmente con filamentos modificados que otorgan a los modelos finales una mayor resistencia mecánica.

Dada a la facilidad de fabricación del filamento PLA, se ha popularizado su uso para la fabricación de piezas decorativas o modelos conceptuales. Además, es una herramienta perfecta para su uso en educación, ya que permite la fabricación de objetos educativos e incluso implementar la impresión 3D dentro del currículum de actividades de escuelas e institutos.

Tipos de filamentos PLA

El filamento PLA es el más utilizado dada su reducido coste y la facilidad para fabricar modelos. No obstante, en Laboratorios 3D, contamos con una gran variedad de filamentos PLA con diferentes propiedades y usos.

• PLA metálico: este material ofrece un acabado metálico. Una de las principales aplicaciones de este filamento es la facilitación de labores de restauración en museos e instituciones culturales que quieran conservar, digitalizar y promover la difusión de la cultura. Gracias a este material, se pueden crear modelos y réplicas de artefactos que salvaguardan los modelos originales.

• PLA de inyección de tinta en color 3D: la principal ventaja de este filamento PLA es que permite la absorción de gotas de tinta. De esta manera, se puede fabricar de calidad a todo color. Esto permite la creación de modelos finales para su uso en educación o para la conservación y divulgación del patrimonio.

• PLA Antibacterial: gracias a sus nanopartículas de plata que le otorgan propiedades antibacterianas, es el material perfecto para la creación de juguetes infantiles, proyectos educativos, o incluso para usos médicos como prótesis, férulas, o herramientas de preparación quirúrgica.

• PLA + de 3DLAC: el filamento PLA+ de 3DLAC ofrece unas propiedades mecánicas similares a las del PETG, pero manteniendo la facilidad de impresión de un PLA. Gracias a la gran resistencia y el alto nivel de detalle, se ha popularizado su uso en diferentes tipos de aplicaciones industriales.

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