Piezas SLS en varias etapas de postprocesamiento.
La impresión 3D de sinterización selectiva por láser (SLS) ha sido durante mucho tiempo el dominio de las impresoras industriales caras y de gama alta, lo que a menudo la pone fuera del alcance de la mayoría de los diseñadores de productos y negocios, o los obliga a subcontratar piezas de alto rendimiento. Pero a medida que los precios han bajado, la demanda de impresión interna de nailon ha aumentado. Esto se debe a que las piezas impresas en 3D de nylon son termoplásticos probados de alta calidad con propiedades mecánicas comparables a las creadas con métodos de fabricación convencionales como el moldeo por inyección.
Debido a su uso de polvo de nailon para crear piezas, la impresión 3D SLS tiene un flujo de trabajo de postprocesamiento distinto. Además, el exceso de polvo se puede guardar y reutilizar, a diferencia del exceso de resina que se debe lavar de una pieza de estereolitografía (SLA) después de la impresión.
En esta guía, cubrimos todo lo que necesita saber sobre el postprocesamiento de piezas SLS, desde la eliminación de la torta de polvo de la impresora, el granallado y el teñido.
Postprocesamiento SLS: conceptos básicos
Una vez que su pieza ha terminado de imprimirse y se retira de la impresora 3D, hay tres pasos básicos que debe seguir:
Extracción de piezas
Recuperación de polvo
Explosión de medios
En esta sección, cubriremos los pasos de postprocesamiento de las piezas SLS impresas en la impresora 3D Formlabs Fuse 1 y limpiadas con la estación de recuperación de polvo Fuse Sift. Los usuarios pueden tener su propia estación de limpieza personalizada que funciona de manera similar al Fuse Sift. Esta sección también incluye cómo retirar y enfriar la cámara de construcción, que es el recipiente en el que el Fusible 1 deposita el polvo.
De manera similar a la impresión 3D de estereolitografía (SLA), muchos factores influirán en el éxito y la facilidad del postprocesamiento. Por ejemplo, el volumen de piezas empacadas en la cámara de construcción, la geometría de la pieza, la orientación de la pieza, el tamaño de la pieza y la distancia de empaque afectarán la calidad de impresión y la facilidad de eliminación del polvo.
Una vez extraídas las piezas de su impresora 3D SLS, es importante no perder polvo suelto. La recuperación de polvo es una parte fundamental del postprocesamiento de SLS que no existe cuando se utilizan tecnologías FDM o SLA. Debido a que los polvos de nailon son reutilizables en el proceso de impresión SLS, cada gramo que se puede ahorrar es importante. Las impresoras 3D SLS, como la Fuse 1, pueden funcionar con hasta un 70 % de polvo recuperado, lo que significa que hay un importante ahorro de costes asociado con la recogida de polvo durante el postprocesamiento.
Extracción de piezas
Después de enfriarse, retire las piezas de la cámara de construcción de la Fuse 1.
Algunas impresoras SLS pueden tener varias tolvas para polvo de nailon nuevo y usado. Otros, como el Fuse 1, pueden tener una sola tolva que combina los dos. El Fuse Sift mezcla automáticamente polvo nuevo con polvo reciclado, que luego se puede insertar directamente en el Fuse 1 para una impresión óptima. Para aquellos que usan otros dispositivos, la energía recuperada tendría que mezclarse manualmente.
La Fuse 1 produce impresiones de alta calidad de forma constante con una frecuencia de actualización del 30 al 50 % para el polvo de nailon 12. Esto significa que puede imprimir con hasta un 70 % de polvo recuperado. Independientemente de su configuración de impresión 3D SLS, la recolección y mezcla de polvo recuperado debe verse como una parte vital de su flujo de trabajo de posprocesamiento.
En este punto, ha completado la extracción de piezas y la recuperación de polvo. El polvo recuperado se clasificó y mezcló con polvo nuevo para el siguiente ciclo de impresión. Ahora puede realizar un granallado para eliminar el polvo residual final de sus piezas.
Media Blasting SLS Piezas a la perfección
Para eliminar por completo todos los rastros de exceso de polvo, las piezas SLS deben tratarse con un chorro de arena (también conocido comúnmente como chorro de arena). El granallado utiliza aire comprimido y partículas para eliminar el polvo no deseado de las piezas. Normalmente se utilizan para eliminar pintura y limpiar superficies antes de que se recubran o pinten, los chorros de medios se pueden utilizar para eliminar el polvo de la superficie de una pieza SLS.
Formlabs Fuse 1 utiliza una cubierta semisinterizada patentada llamada Surface Armor para proteger la superficie de las piezas mientras se imprimen para lograr una calidad y propiedades mecánicas constantes. Durante el procesamiento posterior, esta capa se elimina frotando la superficie de la pieza. La armadura de superficie debería caerse fácilmente durante el postprocesamiento regular.
Si bien la mayoría del polvo sin sinterizar debería caerse fácilmente de las piezas una vez que se retira del Fuse 1, el polvo que está cerca de las piezas (1-2 mm alrededor de las piezas) será más difícil de eliminar y, a menudo, no se puede quitar con un cepillo. . Esta es la razón por la que la voladura de medios es un paso vital de postprocesamiento para muchos usuarios.
Hay varios tipos de sistemas de granallado: Formlabs recomienda sistemas de alimentación por sifón para piezas SLS 3D. Los sistemas de alimentación por sifón usan el efecto Venturi para crear succión al final de un tubo que se cruza con la línea de aire comprimido. Los sistemas de alimentación por sifón normalmente funcionan a una presión de chorreado más baja y, por lo tanto, son más cuidadosos con las piezas. El uso de un sistema con demasiada potencia puede dañar las piezas y cambiar su precisión dimensional. Los sistemas de chorro de arena alimentados por sifón suelen ser más cuidadosos con las piezas, pero lo suficientemente fuertes como para eliminar el exceso de polvo.
Los sistemas de voladura de medios necesitan un flujo de aire significativo para funcionar. La mayoría de los gabinetes requieren 16 CFM a 80 psi para impulsar eficazmente las partículas abrasivas y limpiar las piezas SLS. La mayoría de los sistemas de compresión no podrán suministrar este tipo de flujo de aire durante más de unos pocos minutos a la vez. Para piezas y proyectos SLS más pequeños, esto estará bien.
Tener aire de taller proporcionado por un gran compresor industrial hará que el proceso de voladura sea mucho más fluido, ya que permitirá una voladura continua sin pérdida de presión. Sin embargo, el uso de un compresor doméstico económico como este compresor eléctrico silencioso fabricado por Husky (compresor de aire silencioso eléctrico vertical de 20 galones, modelo n.º 3332013) debería ser suficiente para hacer explotar trabajos más pequeños y más grandes con pausas intermedias para permitir que el tanque para represurizar.
Opciones de Media Blaster para impresión 3D SLS
De izquierda a derecha, una pieza SLS después de: granallado, alisado con vapor y teñido de negro, alisado mediante volteo y alisado con medios de superficie.
A continuación se puede encontrar una extensa lista de arenadoras que se encuentran en el mercado. En general, estas máquinas se pueden clasificar en cuatro categorías:
Blasters multimedia de sobremesa
Blasters de medios de piso
Gabinetes de voladura
Cabinas de granallado para eliminación de polvo específicas de SLS
Blasters de sobremesa
Las arenadoras de sobremesa se recomiendan para usuarios con un presupuesto limitado, normalmente con volúmenes de impresión de tamaño pequeño a mediano por semana. Los reproductores de medios de escritorio tienden a oscilar entre $ 150 y $ 1,000 USD en precio, y su factor de forma compacto a menudo tiene sentido para las piezas SLS. Las unidades de escritorio más baratas a menudo vienen con una serie de problemas, como un sellado deficiente del gabinete, que puede provocar que los medios se escapen del gabinete. También hemos visto unidades económicas que sufren de un sellado deficiente de los accesorios neumáticos, lo que desperdicia aire comprimido y crea ruidos fuertes que interrumpen los espacios de trabajo. Antes de comprar una arenadora de medios de sobremesa, asegúrese de que venga con (o de que ya tenga) un sistema de recolección de polvo. Cuando se hace correctamente, los reproductores multimedia de escritorio ofrecen un tamaño reducido y un precio atractivo. La cabina de chorreado abrasivo de Econolinees un ejemplo de un blaster de medios de escritorio asequible.
Arenadores de piso
Las arenadoras de piso pueden ser más costosas, ya que la mayoría de las máquinas cuestan más de $ 1,000 USD, pero ofrecen un espacio de trabajo más grande y se consideran de calidad industrial. Muchos vienen con separadores de medios de aire que funcionan bien (aspiradores que se conectan al costado del gabinete de explosión, manteniendo el aire libre de medios y polvo en el aire) que ayudan a mantener su estación de trabajo limpia y las piezas sin exceso de polvo. En Formlabs, utilizamos principalmente una arenadora a presión independiente Trinco de 24 x 18 x 23" de dimensiones de trabajo .
Lanzadores de volteo
Los volteadores contienen un tambor giratorio con una pistola de voladura apuntando a las partes del SLS dentro del tambor. Este es un proceso de granallado automatizado, donde las piezas se colocan en la máquina y se dejan solas hasta que se completa el ciclo de granallado. Las arenadoras de tambor son las más adecuadas para limpiar grandes volúmenes de piezas más pequeñas. Sin embargo, este proceso no se recomienda para piezas delicadas. Los sistemas de voladura por volteo no se diseñaron teniendo en cuenta las piezas SLS, y sus cubos de metal pueden abollar o romper piezas frágiles de su impresión 3D. Con un tiempo de ciclo de aproximadamente 20 minutos, los volteadores pueden mejorar en gran medida la eficiencia de su flujo de trabajo. Sin embargo, debido a la necesidad de utilizar una granalladora de sobremesa o de piso para las piezas delicadas, las granalladoras Tumble pueden ser ineficientes.
Los blasters de medios específicos de SLS existen en el mismo espectro de gama alta que los blasters de volteo. Estas arenadoras, que ofrecen soluciones completamente automatizadas para eliminar el polvo de piezas delicadas, son costosas pero son líderes del mercado para casos de uso intensivo de SLS. PostPro DP de AMT y Powershot C de Dyemansion son dos ejemplos de blasters de medios específicos de SLS. Ambas máquinas cuestan alrededor de $35,000 USD, sin incluir planes de servicio ni consumibles. Los tiempos de ciclo para ambas máquinas son de aproximadamente 10 minutos para eliminar completamente el polvo de las piezas.
Pasos adicionales de posprocesamiento
El pulido vibratorio , también conocido como pulido vibratorio o volteo de medios, es un proceso de acabado que alisa la superficie de las piezas impresas en 3D SLS colocándolas en un tambor vibratorio. Este paso adicional produce un acabado de superficie satinado y permite que las piezas alcancen una suavidad que normalmente es imposible solo con el granallado. El resultado del vibropulido es una suavidad que elimina la rugosidad exterior de las piezas de nailon sinterizado. Las piezas que están vibropulidas son más resistentes a los arañazos y la suciedad que las que no lo están.