10.4: Material
Jetting
Esta tecnología recibe su nombre por
su similitud con las tecnologías de inyección de tinta (Inkjet) empleadas
en las impresoras en papel. Su funcionamiento es el siguiente: una cabeza móvil
en los ejes X e Y se encarga de inyectar múltiples pequeñas gotas de material
en estado viscoso, que inmediatamente se solidifican mediante una lámpara de
rayos ultra-violeta. Una vez fabricada una capa, la plataforma se desplaza
hacia abajo y se vuelve a comenzar el proceso hasta terminar el objeto. De
alguna forma, funciona como si tuviéramos múltiples mini-extrusores en una
impresora FDM.
Figura 100: Esquema
de la tecnología de inyección de materiales.
Este tipo de tecnología tiene varias
ventajas sobre otras. Una de las más relevantes es que, al poder inyectar
distintos materiales, es una tecnología capaz de generar objetos de múltiples
materiales y de múltiples colores, por lo que es ideal para demos y productos
visualmente muy atractivos.
Es una tecnología que, como muchas
otras de fabricación aditiva, necesita del uso de soportes. Sin embargo, al ser
capaz de usar muchos materiales, la práctica totalidad de máquinas de inyección
de materiales imprimen los soportes en un material distinto al objeto,
típicamente soluble en algún disolvente. Así, los soportes son eficazmente
eliminados en una fase de post-producción sin dejar ningún tipo de rastro.
Además, la impresión se realiza en
una temperatura normal, sin necesidad de calentar un contenedor (como ocurre
por ejemplo en SLS), por lo que normalmente no tiene problemas de deformación
de la pieza por calor (warping) y
además permite generar objetos muy grandes, al no tener limitación de cámaras
cerradas más pequeñas. Así, objetos de más de un metro son generados sin
problemas con esta técnica, sin tener alteraciones en las dimensiones. Además,
al no tener que esperar una fase de enfriamiento, es una opción más rápida que
otras.
Se trata por tanto de una tecnología
de alta precisión, y que emplea materiales similares a SLA, resinas
fotosensibles de diferentes colores. Éste es fundamentalmente su principal
problema: las piezas así generadas tienen baja resistencia mecánica y se degradan
bajo ciertas circunstancias de luz solar.
Su otra desventaja es el alto coste
de fabricación en comparación con otras tecnologías.
Su principal aplicación es la
generación de prototipos visualmente atractivos, aplicaciones médicas y
generación de moldes.
Esta tecnología desarrollada por HP es en
realidad un híbrido entre la tecnología SLS y la inyección de materiales,
buscando obtener lo mejor de ambos mundos.
Su funcionamiento es el siguiente: Se parte de un compartimento lleno del material a imprimir en polvo, y se extiende una primera capa sobre la plataforma mediante un nivelador, calentándolo a una temperatura cercana a la fusión. A continuación una cabeza móvil deposita sobre el polvo dos sustancias: una de ellas deposita un “agente de fusión”, que es el que facilita que los granos de polvo se unan entre sí; la otra es un “agente de detalle”, que hace lo contrario: impedir la fusión en los límites de cada capa a imprimir, para asegurar que no se funde más que lo exactamente necesario y se obtienen bordes limpios.
Figura 101: Esquema
de fabricación Multi-jet Fusion.
A continuación, se calienta el área
con energía de infrarrojos, consiguiéndose la fusión únicamente en las zonas
deseadas (las afectadas por el agente de fusión); se consigue así una alta
precisión en la capa a generar. Una vez finalizada esta capa, como siempre, se
desplaza la plataforma hacia abajo, se extiende una nueva capa de polvo y
vuelta a empezar el ciclo hasta terminar el objeto a fabricar.
Figura 102: Detalle
de funcionamiento de la tecnología HP Multi-Jet.
Al generar la fusión de una sola
pasada más global sobre un área, es una tecnología rápida, como la inyección de
materiales, y –al usar materiales en polvo- genera piezas más resistentes desde
el punto de vista mecánico, comparables a SLS pero producidas un orden de
magnitud más rápido.
Multi-jet es por tanto una tecnología
de alta precisión, con capas inferiores a 0,1 mm de espesor. Con la ventaja
adicional de que, al igual que SLS, no necesita soportes, por cuanto el polvo
es capaz de sujetar las capas que se impriman por encima.
Sin embargo, al tener que calentar la
cámara para poner el polvo cercano a la temperatura de fusión, puede tener
problemas de deformaciones por calor (warping) y además es necesario
esperar a que disminuya la temperatura para extraer y limpiar la pieza. No
obstante, esta fase es más rápida que en la tecnología SLS.
Además, el polvo utilizado en el
proceso puede ser reciclado para subsiguientes impresiones en un alto
porcentaje, lo que facilita un menor tiempo de mantenimiento.
El material usado es similar al
empleado en SLS, y su acabado no es tan suave como en las tecnologías de
inyección de materiales o SLA, aunque posee un grano más fino.