Impresión 3D multimaterial para capacidades de material avanzadas

| The Essentium Team

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La máquina de extrusión de alta velocidad (HSE ™) más nueva de Essentium, la impresora 3D HSE 280i HT, es una potente plataforma de extrusión dual independiente (IDEX) que ofrece la velocidad, la resistencia y la escala para manejar las aplicaciones más exigentes. Sin embargo, como empresa que prioriza los materiales, Essentium sabe que la verdadera innovación ocurre cuando la tecnología avanzada se combina con materiales de alta calidad.

La impresora 3D HSE 280i HT es la primera impresora 3D industrial que ofrece IDEX real, donde cada cabezal es completamente independiente tanto en el eje X como en el Y. Esta tecnología no solo permite a los usuarios acelerar la impresión de soporte, sino que también desbloquea la impresión 3D de múltiples materiales para que los usuarios combinen las propiedades del material a velocidades de impresión y resistencias de piezas nunca antes vistas en la fabricación aditiva (AM).

Prótesis

El uso de AM para crear prótesis ha sido el corazón de Essentium desde sus inicios. A lo largo de los años, han logrado resistencia a través de la velocidad, han creado materiales con propiedades mecánicas superiores y ahora han hecho posible mezclar modalidades de materiales para prótesis.

Cuando las partes interactúan con el cuerpo humano en aplicaciones como equipos deportivos, asientos, soluciones ergonómicas y prótesis, los materiales combinados son cruciales. En estas aplicaciones, la fuerza se transfiere de la acción humana a una estructura mecánica rígida. Para hacer esto cómodamente, se requiere una transición gradual de una interfaz blanda a materiales de soporte de carga y, finalmente, a una estructura reforzada que pueda soportar cargas pesadas.

En la industria de dispositivos ortopédicos y protésicos es difícil crear un dispositivo cómodo. Las complicaciones de encontrar un ajuste cómodo para las extremidades residuales que pueden tener dolor en los nervios pueden ser un desafío, y cada paciente es diferente. Con la impresión 3D de múltiples materiales, los diseñadores pueden crear paredes delgadas de Essentium TPU 74D que son flexibles y suaves, con estructuras Essentium PA-CF que son rígidas y combinan las dos para crear un degradado. Los polímeros rígidos de fibra de carbono soportan el peso del paciente, mientras que las ventanas flexibles se adaptan a la geometría de la extremidad para mayor comodidad.

part with soluble support printed with multi-material 3D printing.

Soporte soluble

Una de las principales capacidades que IDEX desbloquea para la fabricación aditiva es la capacidad de imprimir soporte soluble. Essentium ha trabajado arduamente para integrar materiales de soporte solubles en agua compatibles con todos los materiales certificados por HSE para permitir a los usuarios industriales fabricar plantillas, accesorios, herramientas y piezas de uso final con mucha más complejidad que los soportes separables. La impresión con soporte soluble elimina la mayor parte de la extracción manual del soporte que requiere mucha mano de obra, lo que ahorra tiempo y dinero en la fábrica.

Sobremoldeo

El sobremoldeo en la fabricación tradicional es un proceso de moldeo por inyección que se utiliza para fabricar piezas con múltiples materiales. Esto es necesario para las piezas que están hechas con un material rígido que necesita agarraderas, parachoques o aislamiento hecho de un material más blando. Con el modo multiproceso en la impresora 3D HSE 280i HT, es posible un sobremoldeo sofisticado para aplicaciones que no son posibles con el moldeo por inyección.

Esta aplicación es particularmente útil cuando se crean plantillas y accesorios que los humanos tienen que manejar. Por ejemplo, tome una plantilla de alineación impresa con Essentium HTN-CF25. Este material es ideal por sus propiedades mecánicas, pero las medias de nailon son de baja fricción y pueden ser resbaladizas. Con el modo multiproceso, los fabricantes pueden imprimir agarres de TPU a los que las personas pueden sujetar.

Sellos integrales

Una de las limitaciones de la impresión de materiales de alta resistencia es la creación de un buen sellado. Para las piezas que necesitan manejar aire o fluido, los fabricantes deben cortar la junta de silicona o caucho que coincida con la brida antes de que esa pieza pueda sellar. Con la impresión 3D de múltiples materiales, los fabricantes pueden imprimir materiales rígidos con un sello flexible, integrado directamente en la pieza. Esto elimina los cuellos de botella causados por el posprocesamiento y permite aumentar la producción.

sophisticated black fixture using multi-material 3D printing.

Plantillas y accesorios sofisticados

Otra capacidad de material avanzada que la impresión 3D de múltiples materiales ha desbloqueado es la creación de plantillas y accesorios sofisticados para la fabricación de productos electrónicos. Eliminar las descargas electrostáticas (ESD) es una alta prioridad para los fabricantes de productos electrónicos. Para reducir el riesgo, las piezas enteras se imprimen con material seguro contra descargas electrostáticas, que es eficaz pero puede resultar costoso Para ahorrar material, los fabricantes ahora pueden imprimir una estructura combinada con material a prueba de ESD y material de uso general donde se necesite cada material.

Por ejemplo, para estructuras impresas para reducir la interferencia electromagnética, tiene sentido imprimir toda la pieza con un material seguro contra descargas electrostáticas. Sin embargo, si ese gabinete alberga una antena Bluetooth que necesita transmitir y recibir señales, el material a prueba de ESD podría bloquear las señales. Para resolver este problema, la mayor parte del gabinete podría imprimirse con un material a prueba de ESD para aislar el ruido eléctrico, y el área que alberga la antena se puede imprimir con Essentium PCTG para garantizar una buena transmisión.

Recubrimiento

De vez en cuando, una aplicación exige propiedades de dos materiales diferentes, y elegir uno u otro podría sacrificar la resistencia, el acabado de la superficie, el costo o innumerables otras propiedades.

Por ejemplo, para tuberías y bridas, es mejor utilizar un material rígido como Essentium HTN-CF25 o Essentium PET-CF. Sin embargo, si el fluido que se mueve a través de la tubería es químicamente agresivo, esos materiales fallarán porque no son químicamente resistentes. En lugar de sacrificar la resistencia, los fabricantes pueden imprimir una entretela de un material químicamente resistente que protege la estructura.

Encapsulamiento

La impresión con material reforzado con fibra de carbono es el filamento elegido para aplicaciones que requieren resistencia. Estos filamentos son livianos, tienen excelentes propiedades mecánicas y son de baja deformación, lo que da como resultado un acabado superficial de calidad. Sin embargo, pueden ser abrasivos o desgastar las superficies con las que entran en contacto las piezas. La impresora 3D HSE 280i HT ofrece lo mejor de ambos mundos. Con la impresión 3D de múltiples materiales, los fabricantes pueden imprimir un núcleo reforzado con fibra de carbono con una capa de caramelo de un material no dañino.

Este proceso podría eclipsar el mecanizado CNC en las industrias del petróleo y el gas. Por ejemplo, los fabricantes pueden imprimir un buje que se desgasta contra una funda de metal. En esta aplicación, un material fuerte con resistencia a la fluencia como Essentium HTN-CF25 sería ideal, pero como no quieren rayar la manga, usan Essentium PEEK para las propiedades de la superficie. Con la impresión 3D de múltiples materiales, ese fabricante podría imprimir el núcleo del buje en Essentium HTN-CF25 y una cáscara de caramelo de Essentium PEEK, dándoles una pieza fuerte, que no daña y liviana sin sacrificar la resistencia o las propiedades de la superficie.

¿Qué capacidades materiales te estás perdiendo? Solicite una cotización para ver cómo la impresora 3D HSE 280i HT puede hacer avanzar sus aplicaciones.

Para ver más de cerca la tecnología más nueva de Essentium, visite Essentium Experience.

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