Tolerancias piezas fabricadas en impresion 3d impresora 3d

Piezas de enclavamiento impresas en 3D

El objetivo de este artículo es proporcionar a los ingenieros y diseñadores un método para comparar la precisión dimensional esperada que puede obtenerse de las tecnologías de impresión 3D. Aunque todas las tecnologías tienen puntos fuertes y débiles, los dos factores que más influyen en que una pieza se imprima según las especificaciones son

Diseño – La precisión de la impresión de una pieza depende en gran medida del diseño. Las variaciones en el enfriamiento y el curado dan lugar a tensiones internas que pueden provocar deformaciones o contracciones. La impresión 3D no es adecuada para superficies planas o elementos largos y delgados sin soporte. La precisión también disminuirá a medida que el tamaño de las piezas sea mayor. En el capítulo 5 de la base de conocimientos se pueden encontrar recomendaciones de diseño específicas para cada una de las tecnologías analizadas en este artículo.

Materiales – Al igual que el diseño, la precisión también depende del material. A menudo, la precisión de una pieza se sacrifica por la mejora de una propiedad específica del material. Por ejemplo, una resina SLA estándar producirá piezas más precisas dimensionalmente que la resina flexible. Para las piezas en las que la precisión es fundamental, se recomiendan los materiales de impresión estándar.

Precisión dimensional de la impresión 3D

Las tolerancias juegan un papel fundamental en las dimensiones finales de la pieza en cualquier proceso de fabricación y la fabricación aditiva no es una excepción. Por lo tanto, es esencial entender las tolerancias en la impresión 3D para la creación de prototipos, así como para las piezas funcionales para obtener la máxima precisión.

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Las tolerancias generalmente significan la desviación en las dimensiones desde el dibujo técnico o el modelo CAD hasta la pieza tangible que se fabrica. La tolerancia es la cantidad de desviación o variación aleatoria permitida para una dimensión determinada. En noviembre de 2021, no existen normas internacionales sobre tolerancias para la impresión 3D como para el mecanizado CNC.

El material de construcción utilizado en los procesos de impresión 3D incluye filamentos termoplásticos, polvos, resinas, fotopolímeros líquidos y polvo de metal. Todos estos materiales tienen un grado variable de contracción. Como principio de la impresión 3D, los polímeros se encogen de forma natural cuando se enfrían y solidifican durante el proceso de impresión. La tasa de contracción es específica de un material concreto.

Además, una contracción desigual provoca defectos como el alabeo, que altera la geometría de la pieza y se produce con cambios rápidos de temperatura. Los diferentes materiales actúan de manera diferente a los ajustes de la impresora, el enfriamiento desigual y añaden inexactitud a la geometría. Las tensiones durante la fabricación, la estrategia de soporte y otras consideraciones geométricas pueden causar desviaciones en las tolerancias y la planitud.

Puesta a punto de la impresora 3d

La impresión 3D es una gran herramienta de fabricación que puede producir una geometría de forma casi neta sin necesidad de múltiples operaciones. Para producir geometrías complejas que normalmente implicarían múltiples configuraciones y etapas con los métodos tradicionales de mecanizado o conformación, la impresión 3D puede permitirle pasar del activo digital (CAD 3D) a la pieza terminada (o casi terminada) en un solo paso. Sin embargo, ninguna tecnología de fabricación es perfecta para todas las aplicaciones. La mayoría de las tecnologías de impresión 3D disponibles en el mercado aún no ofrecen la precisión y exactitud de los procesos de mecanizado. Dicho esto, al igual que ocurre con cualquier otro método de fabricación, podemos solventar las deficiencias una vez que entendemos las limitaciones de la tecnología.

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Muchos usuarios suelen tener la idea equivocada de la relación entre resolución y precisión. El uso de una mayor resolución (que equivale a un corte más fino) permitirá producir detalles más finos y un acabado superficial más suave si el perfil geométrico se encuentra predominantemente en el plano vertical, pero no siempre mejora la precisión dimensional. Hasta cierto punto, el uso de un corte más fino también permite que la anchura mínima de la trayectoria de la herramienta sea más estrecha y, por lo tanto, se puede colocar el material en espacios más reducidos en el plano XY, pero, de nuevo, no afecta a la tolerancia dimensional en los ejes XY.

Tolerancia de ajuste de la prensa de impresión 3D

El proceso de impresión 3D comienza con un modelo CAD (diseño asistido por ordenador). Una vez creado el modelo 3D, se exporta como un archivo STL. Si no se dispone de un STL, existen múltiples programas de ingeniería que pueden utilizarse para exportar un archivo STL. Los programas más comunes son: STEP, IGES, Parasolid, Catia, SolidWorks y ProE.

La respuesta ampliada – El grosor mínimo puede variar según el material, la máquina y el proceso. El proceso SLA requiere espesores de pared de 0,025″, mientras que los procesos FDM y SLS requieren al menos 0,030″.    El proceso Polyjet requiere al menos 0,025″, pero las piezas de material de durómetro más blando deben hacerse más gruesas para soportar la flexión y el doblado.

Respuesta ampliada: Las tolerancias de SLA son de +/- 0,005″ para la primera pulgada y de +/- 0,002″ para cada pulgada posterior. Las tolerancias de FDM y SLS son de +/- 0,010″ para la primera pulgada y de +/- 0,003″ para cada pulgada posterior.

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