Materiales de soporte 3D.

Materiales de soporte 3D. Aunque conocemos muy bien los materiales para imprimir en 3D, ocupan un lugar muy discreto aquellos materiales que hace posible la impresión de modelos con formas prolongadas, salientes o con huecos, estos materiales se denominan materiales de soporte y se emprimen a la par con los materiales de impresión en los sistemas FDM.

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Los materiales de soporte crean la base de impresión de formas que por sí solas no permanecerían en pie, recordemos que la impresión 3D es posible gracias a que una extrusora coloca líneas delgadas de material plástico fundido, este material se enfría y solidifica casi instantáneamente, estas capas tienen el grosor de un cabello humano.

En un principio la impresión de figuras tridimensionales huecas o con salientes eran algo imposible, tenía que buscarse algún ángulo que pudiese hacer posible la impresión, o si no, se tenía que llenar la figura con material, danto por resultado figuras solidas pero que gastaban demasiado material en el relleno.

Por poner un ejemplo, la impresión en 3D de un simple vaso es algo sencillo, la extrusora del sistema FDM coloca la primera capa de material, sea ABS, sea PLA, sea Nylon, etc. La primera capa es la base del vaso y también es el fondo del mismo, se pueden crear capas sucesivas hasta llegar a la parte más alta sin ningún problema, el vaso nace con un vacío que lo identifica y en el cual se verterá cualquier líquido.

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Pero qué pasa si quiero imprimir el mismo vaso embrocado o boca abajo?… aunque es ilógico pensarlo, porque no hay necesidad de complicar la impresión cuando se puede hacer en la forma descrita arriba, sin embargo, este problema comenzó a aparecer en figuras que necesitaban una tapa por poner un ejemplo. El vaso boca abajo no podía imprimirse, pues las capa superior no tendría nada debajo, en el momento de hacerlo, el material fundido caería hasta al fondo.

Una primera solución sería llenar el vaso con materia de impresión, pero quien quiero un vaso lleno… no sirve…

Una segunda solución a este problema fue la impresión de bases de soporte que después se retirarían de la figura impresa, pero ocasionaba un problema, se gastaba demasiado material en las bases y el trabajo posterior a la impresión era delicado pues el retirar las bases de soporte podría dañar a la figura impresa.

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Otra solución fue crear las figuras por partes y después ensamblarlas, como en el caso del vaso, primero imprimir el cuerpo y aparte la base, posteriormente unirlas, pero era más trabajo, debía existir una manera de simplificarlo.

Así que la idea surgió de otro proceso de impresión conocido como SLS (Sintetización Selectiva por Láser), en este proceso la impresora 3D va colocando capa por capa un polvo muy fino que será solidificado por una pistola de luz, convirtiéndolo en material sólido. Este sistema no necesita soportes pues el polvo que no fue solidificado, sostiene la parte restante de la figura, el material sepulta al objeto sólido y crea una base si se quiere imprimir una figura nueva incluso.

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Así que la solución ya existía, era sepultar la figura en un material distinto, que al igual que el polvo pudiese ser retirado con facilidad. Así surgió la impresión 3D con dos extrusoras, una que imprimía el material que formaba la figura, y el otro que colocaba el material de soporte que sería retirado posteriormente. En la figura de abajo el color gris representa la figura y el color rojo es el material de soporte.

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El material de soporte debe ser compatible con el material de impresión para no generar deformaciones y a la vez poder retirarlo sin esfuerzo, debe pegarse al material de impresión en el momento de la creación de la figura pero debe despegarse con facilidad a la hora de retirarlo.

Algunos materiales que cumplen con estas características son:

El PVA (acetato de polivinilo) es un material que se puede imprimir con ABS y PLA y que se disuelve en agua lo que lo convierte una excelente opción como material de soporte. Pero tiene una desventaja, con el ABS no logra adherirse completamente en el proceso de impresión, y se convierte en una debilidad pues el ABS tiende a deformarse fácilmente por el cambio de temperatura.

Otro es el HIPS (poliestireno de alto impacto), su temperatura de fusión y su tiempo de enfriamiento es muy semejante al ABS, además de que se adhiere muy bien en el momento de la impresión: Su desventaja es que necesita un disolvente llamado D-Limoneno derivado de frutas cítricas.

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