El modelado por deposición fundida (FDM) es un proceso de fabricación aditiva muy utilizado en el que el material termoplástico se extruye a través de una boquilla calentada y se deposita capa a capa para crear un objeto tridimensional. El proceso implica un movimiento horizontal preciso de la boquilla y un movimiento vertical de la plataforma de construcción, lo que permite crear geometrías complejas. El FDM es conocido por su sencillez, rentabilidad y versatilidad en el uso de materiales, lo que lo convierte en una opción popular para la creación de prototipos, pruebas funcionales y producción de piezas de uso final.
Explicación de los puntos clave:
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Definición y visión general de FDM:
- El modelado por deposición fundida (FDM) es un tipo de proceso de fabricación aditiva que construye objetos capa por capa utilizando materiales termoplásticos.
- Es una marca registrada de Stratasys, pero el término se utiliza a menudo genéricamente para describir tecnologías de impresión 3D similares basadas en la extrusión.
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Proceso de extrusión de materiales:
- El proceso comienza con un filamento termoplástico, que se introduce en una boquilla calentada.
- La boquilla calienta el material hasta su punto de fusión, lo que permite extruirlo en estado semilíquido.
- El material extruido se deposita en una plataforma de construcción de forma controlada, siguiendo una trayectoria predefinida basada en el modelo 3D.
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Deposición capa a capa:
- La boquilla se mueve horizontalmente para depositar el material en la forma de la capa actual.
- Una vez completada cada capa, la plataforma de construcción se mueve hacia abajo (o la boquilla se mueve hacia arriba) para permitir la deposición de la siguiente capa.
- Este proceso capa por capa continúa hasta que todo el objeto está completamente formado.
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Movimiento y precisión:
- La boquilla puede desplazarse horizontalmente con precisión, controlada por motores paso a paso o servomotores, lo que garantiza una colocación precisa del material.
- El movimiento vertical de la plataforma de construcción es igualmente preciso, lo que permite un grosor de capa uniforme y una precisión dimensional general.
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Materiales utilizados en FDM:
- Los materiales más comunes son ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), PLA (ácido poliláctico), PETG (polietileno tereftalato de glicol) y varios termoplásticos de ingeniería.
- Estos materiales se eligen en función de sus propiedades mecánicas, estabilidad térmica y facilidad de extrusión.
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Aplicaciones de FDM:
- Creación de prototipos: El FDM se utiliza ampliamente para crear prototipos debido a su rapidez y rentabilidad.
- Pruebas funcionales: Las piezas producidas mediante FDM pueden utilizarse para pruebas funcionales, ya que los materiales pueden imitar las propiedades de las piezas de producción finales.
- Piezas de uso final: En algunos casos, FDM se utiliza para producir piezas de uso final, especialmente cuando se requiere una producción personalizada o de bajo volumen.
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Ventajas de FDM:
- Rentable: FDM es una de las tecnologías de impresión 3D más asequibles, lo que la hace accesible para pequeñas empresas y aficionados.
- Versatilidad de materiales: Se puede utilizar una amplia gama de materiales termoplásticos, lo que permite flexibilidad en las propiedades de los materiales.
- Facilidad de uso: Las impresoras FDM son relativamente fáciles de manejar y mantener, por lo que son adecuadas para usuarios con distintos niveles de experiencia.
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Limitaciones de FDM:
- Acabado superficial: Las piezas producidas mediante FDM suelen tener un acabado superficial rugoso, que puede requerir un tratamiento posterior con fines estéticos o funcionales.
- Adhesión de capas: La resistencia de las piezas FDM puede verse limitada por la adherencia entre capas, lo que puede afectar al rendimiento mecánico general.
- Velocidad: Aunque FDM es más rápido que otros métodos de impresión 3D, puede ser más lento que los procesos de fabricación tradicionales para piezas grandes o complejas.
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Posprocesamiento:
- Lijado y pulido: Para mejorar el acabado superficial, las piezas FDM pueden lijarse y pulirse.
- Pintura y recubrimiento: Las piezas pueden pintarse o revestirse para mejorar su aspecto o proporcionar protección adicional.
- Recocido: Algunos materiales pueden beneficiarse del recocido, un proceso de tratamiento térmico que puede mejorar las propiedades mecánicas.
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Futuros avances en FDM:
- Innovaciones en materiales: La investigación en curso se centra en el desarrollo de nuevos materiales con propiedades mejoradas, como mayor resistencia, mejor resistencia térmica y biocompatibilidad mejorada.
- Impresión multimaterial: Los avances en la tecnología FDM están permitiendo el uso de múltiples materiales en una sola impresión, lo que permite obtener piezas más complejas y funcionales.
- Mayor automatización: Los futuros sistemas FDM pueden incorporar más automatización, como el cambio automático de material y la retirada de piezas, para agilizar aún más el proceso de fabricación.
En resumen, el modelado por deposición fundida (FDM) es una tecnología de impresión 3D versátil y rentable que utiliza la extrusión de termoplásticos para construir objetos capa a capa. Su simplicidad, versatilidad de materiales y amplia gama de aplicaciones la convierten en una opción popular tanto para la creación de prototipos como para la producción de piezas de uso final. Sin embargo, tiene limitaciones, como la calidad del acabado superficial y la adherencia de las capas, que pueden resolverse mediante el posprocesamiento y los continuos avances tecnológicos.
Tabla resumen:
| Aspecto | Detalles |
|---|---|
| Proceso | Extrusión termoplástica capa por capa mediante boquilla calentada. |
| Materiales | ABS, PLA, PETG y termoplásticos de ingeniería. |
| Aplicaciones | Prototipos, pruebas funcionales y producción de piezas de uso final. |
| Ventajas | Rentabilidad, versatilidad de materiales y facilidad de uso. |
| Limitaciones | Acabado superficial rugoso, problemas de adherencia de capas y menor velocidad para piezas grandes. |
| Postprocesado | Lijado, pulido, pintura, revestimiento y recocido. |
| Desarrollos futuros | Nuevos materiales, impresión multimaterial y mayor automatización. |
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