IDEA 1.61.
Consiga el aspecto y el tacto de las piezas moldeadas por inyección de su impresora 3D con unas cuantas técnicas de pos-procesamiento que proporcionan piezas transparentes o de agarre suave en este paso a paso.
Los prototipos de productos con un aspecto casi idéntico al producto final es lo que pretenden los diseñadores industriales y los ingenieros. Es posible imprimir en 3D piezas que sean cristalinas o suaves y gomosas; sólo hace falta un poco de procesamiento posterior para convertir lo que sale de la cama en un prototipo impresionante. Al fin y al cabo, el objetivo es dar a las partes interesadas una idea de cómo será el producto antes de fabricarlo.
En mi experiencia como tecnólogo senior e ingeniero de prototipos en una gran empresa del Reino Unido, el pos-procesamiento de piezas impresas en 3D ha sido excepcionalmente útil para crear piezas de alta calidad, indistinguibles de las moldeadas por inyección, para los diseñadores de mi organización.
He utilizado técnicas de acabado para conceptos de productos en los que los equipos de diseño estaban probando varias opciones de color, material y acabado, así como para materiales de marketing. También he utilizado técnicas de pos-procesamiento en prototipos funcionales, como bancos de pruebas y pruebas de concepto para aplicaciones.
En este artículo, cubriré algunas de las opciones disponibles para los ingenieros que trabajan con impresiones 3D basadas en resina de impresoras como Formlabs SLA o la tecnología Polyjet de Stratasys.
Preparación para el pos-procesamiento.
Para todas las técnicas que se describen a continuación, saco mis piezas de resina de la impresora y las coloco en un limpiador ultrasónico lleno de alcohol isopropílico durante cinco minutos. A continuación, las piezas se enjuagan con agua limpia a temperatura ambiente y se dejan secar. A continuación, las piezas se colocan bajo la luz UV para que se curen durante unos dos minutos. Aunque esto puede variar dependiendo de tu impresora y tu resina, una exposición excesiva a la luz UV puede hacer que tus impresiones transparentes se vuelvan amarillas.
Una vez limpias y curadas, lijo los restos de soportes con papel de lija de grano 480, esto asegura que la superficie sea suave al tacto y permite que cualquier futuro spray y adhesivo se adhiera mejor.
Si has trabajado con impresiones FDM, sabes que el lijado es una herramienta sencilla pero versátil para cambiar la rugosidad de la superficie de una pieza. El lijado se refiere en general a la eliminación de material abrasivo para crear un acabado más suave o más áspero y puede lograrse utilizando papel de lija o, para las piezas más grandes y de mayor volumen, ahorrar tiempo con un chorro de arena o un chorro de gotas.
Yo prefiero utilizar el papel de lija en lugar del chorro de arena porque permite un mayor control a la hora de alisar la superficie de la pieza, mientras que el chorro de arena es más adecuado para crear un acabado más uniforme. El lijado suele durar entre 5 y 10 minutos, dependiendo de la complejidad de la pieza y del grado de suavidad que se quiera conseguir. Para la mayoría de las piezas, la lija de grano 480 elimina bien los soportes y es un buen compromiso entre no necesitar demasiado tiempo y preparar adecuadamente la superficie para las pinturas y revestimientos en spray.
Para las piezas más grandes, me gusta utilizar una lijadora orbital con papel de lija de grano alto para quitar la capa inicial de la pieza y luego utilizar el mismo papel de lija para suavizar las zonas más finas y difíciles de alcanzar.
En el pasado, he trabajado con prototipos que entran en contacto con líquido, por lo que al utilizar el acabado abrasivo no sólo se alisa o desbasta la superficie, sino que también se modifica la energía superficial de la pieza. En otras palabras, si la pieza entra en contacto con un líquido, interactuará con el líquido de forma que repele (hidrofóbico) o absorbe (hidrofílico) el líquido a través de la acción capilar. Cuando se utiliza un papel de lija de grano bajo que crea arañazos más grandes en una pieza, se crean efectivamente pequeños canales que transportan el líquido de la misma manera que los materiales porosos como el yeso, la esponja y el papel, etc. Una pieza que aún no ha sido lijada repelerá el líquido más que una pieza que ha sido lijada con papel de lija de grano bajo.
En el caso de las piezas de Polyjet, este efecto es más notable en el acabado mate frente al acabado brillante que se encuentra en las piezas de Polyjet: las regiones mates absorberán y arrastrarán el líquido mientras que las regiones brillantes lo repelerán.
Esto debe tenerse en cuenta a la hora de elegir qué superficies lijar si se trata de prototipos que contienen líquido o entran en contacto con él.
Partes de resina transparente.
A continuación he detallado mi técnica para conseguir un acabado cristalino utilizando materiales comunes que se encuentran incluso en los talleres de ingeniería más básicos. El material de impresión para estas piezas fue la resina UV transparente Anycubic de origen vegetal, que se vende al por menor por unos 41 dólares la botella de 1 kg.
Para imitar las piezas transparentes moldeadas por inyección, suelo empezar con papel de lija de grano 480, frotando con un movimiento circular uniforme. Hazlo con la pieza en una bañera con agua para mantener el papel de lija y la pieza limpios.
Una vez que haya repasado la pieza con el papel de lija de 480, lijar con un papel de lija de 600 a 800 para crear un acabado aún más suave que se siente suave al tacto, pero todavía tiene el efecto visual de vidrio esmerilado.
Por último, saco la lija de 1200, que lleva la pieza a un estado casi pulido. En este punto, la pieza es muy suave al tacto.
Más allá de este nivel de suavidad, recomendaría utilizar un disco de pulir (por ejemplo, una Dremel o una herramienta rotativa) a velocidad moderada con un compuesto de pulir (por ejemplo, T-Cut, si estás en el Reino Unido) para conseguir un acabado pulido.
Recubrimientos y lacas transparentes.
Acaba de dedicar algo de tiempo a eliminar el material de la superficie de sus piezas impresas en 3D, así que ahora es el momento de añadir material. El recubrimiento transparente a menudo se pasa por alto, pero sigue siendo una forma sencilla, eficaz y rápida de suavizar, rellenar imperfecciones y mejorar la claridad de las piezas transparentes. Utilizo el método descrito a continuación con bastante frecuencia en piezas impresas con Polyjet en las que hay una región brillante y otra mate de la misma pieza para crear un aspecto más uniforme y mejorar la claridad del acabado mate.
Los barnices y las lacas vienen en diferentes acabados, desde el mate, el satinado, el semi-brillante y el brillante. Para igualar el acabado brillante de la parte superior de la pieza he elegido una laca brillante.
Como con cualquier spray en aerosol, utilizo un pequeño extractor de sobremesa que evita que se liberen nieblas y vapores en el aire durante la pulverización. Esto no sólo mejora la calidad del aire, sino también la calidad de la superficie de las piezas pintadas.
La laca que utilizo es la laca transparente para automóviles Halfords porque estoy en el Reino Unido, pero cualquier laca brillante funcionará. Todavía no he experimentado ninguna reacción entre la impresión de resina y la laca, ya que las impresiones de resina suelen ser bastante resistentes a los disolventes.
Pulverice la laca desde unos 30 cm de distancia, moviéndose de lado a lado mientras pulveriza para asegurar una capa consistente y para evitar el exceso de pulverización. Dependiendo del spray específico que se utilice, recomiendo esperar al menos 24 horas a temperatura ambiente antes de manipular la pieza.
Una vez seco, lijar de nuevo con un papel de lija de grano muy alto (1000+) para eliminar cualquier imperfección en la capa, como las partículas de polvo sueltas, el exceso de pulverización o la “piel de naranja”. Una vez lijada, aclare la pieza con agua limpia y asegúrese de que está seca y libre de polvo antes de aplicar otra capa.
Dependiendo de lo áspera que sea la superficie, puede ser necesario aplicar más capas de laca. Sin embargo, una advertencia: no caiga en la tentación de aplicar una capa gruesa y pesada de laca, ya que esto dará lugar a una superficie pegajosa que nunca parece secarse. Aplique siempre varias capas finas sobre una gruesa.
Revestimiento de goma para un acabado de goma.
Las técnicas de pos-procesamiento del revestimiento de goma ofrecen a los ingenieros y diseñadores la posibilidad de crear acabados engomados en los prototipos, similares a los acabados sobre-moldeados que se encuentran en artículos comunes como asas, auriculares y herramientas. Prefiero este método a limpiar mi cuba y cambiar los materiales por una resina elastomérica. De hecho, la principal ventaja del revestimiento de caucho durante el pos-procesamiento es la posibilidad de crear un acabado de caucho, mientras se imprimen todas las piezas en un solo material. Esto me ha ahorrado tiempo y dinero en el pasado porque no necesito imprimir una pieza “sobremoldeada” en una resina de caucho. Sin embargo, este cálculo cambia con el volumen.
Hay numerosos productos en el mercado que ofrecen revestimientos de goma en una variedad de colores y vienen en forma de aerosol (para la aplicación en spray) y de bote (para sumergir la pieza o cepillar) – yo recomiendo aplicar este acabado con spray porque crea una apariencia más uniforme y controlada.
A continuación se muestra mi técnica para aplicar un acabado de goma en un destornillador impreso en 3D, impreso en un material de uso general. El proceso de aplicación es esencialmente el mismo que el de la aplicación de pintura en spray y lacas descrito anteriormente.
Mi prototipo aquí es un destornillador con un agarre suave. Antes de rociar el revestimiento de goma, enmascaro el eje del destornillador para asegurarme de que sólo se cubre el mango. A continuación, empiezo a rociar el revestimiento de goma a una distancia de 6 a 12 pulgadas hasta cubrirlo por completo. Al igual que con otros aerosoles, es esencial no rociar en exceso y causar el goteo de la capa. Por suerte, con la marca Plasti-Dip, si se comete algún error, simplemente se espera a que se seque, se despega y se vuelve a intentar.
Después de aproximadamente cuatro horas a temperatura ambiente, el mango del destornillador está seco y sigue siendo suave al tacto, como el revestimiento de goma que se encuentra en algunos aparatos electrónicos de consumo.
Como puedes ver, hay algunas opciones que te permiten tomar tus prototipos y conceptos y convertirlos en productos con relativa facilidad. Las opciones que se muestran en este artículo son sólo algunos de los métodos que he utilizado en el pasado profesionalmente para producir prototipos realistas en un presupuesto, mientras que también proporciona una respuesta rápida a los clientes.
Fotos por Christopher Daniels.
Artículo original disponible en: 3ALLDP.