Filter Evolution and Convergence

El modelado por deposición fundida (FDM: por deposición fundida y Modeling) es uno de los procesos más ampliamente utilizados para la creación de prototipos rápidos para la impresión tridimensional, es un proceso RP desarrollado por Stratasys Inc. que construye partes por deposición de un material termoplástico extruido. La inyección de la cabeza traza el perímetro de la sección transversal y llena, para la construcción de cada capa como se muestra en la Figura Nº13. El material comúnmente utilizado es Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS), aunque hay máquinas que usan algunos otros polímeros para las piezas de construcción. El modelado de deposición fundido (FDM) es una tecnología utilizada para la fabricación de objetos físicos directamente a partir de fuentes de datos generados por los sistemas del proyecto ayudados por ordenador (CAD) o el software de modelado 3D [13].

Este método de fabricación es basado en el principio de la fabricación por capas en las que la geometría es previamente divide en rebanadas y la fabricación se lleva a cabo mediante el apilamiento de cada una de estas rebanadas logrando así el modelo tridimensional. Este proceso hace que sea una fabricación más rápido, simple y económico para muchas aplicaciones [13].

En modelado por deposición fundida (FDM), un material plástico se extruye a través de una boquilla que traza la geometría de la sección transversal de partes capa por capa. El material es por lo general suministrado en forma de filamentos, pero algunos ajustes utilizan bolitas de plástico procedentes de una tolva. La boquilla contiene calentadores de resistencia que mantiene el plástico a una temperatura por encima de su punto de fusión de tal manera que fluya fácilmente a través de la boquilla de formación de la capa. El plástico se endurece inmediatamente después del flujo de la boquilla y se une a la capa de inferior La plataforma se mantiene a una temperatura más baja que el material extruido, de modo que el material termoplástico se endurece rápidamente. Cuando una capa se deposita, la plataforma desciende y la boquilla de extrusión deposita otra capa. El espesor de la capa y la exactitud dimensional vertical son determinados por el diámetro de la boquilla del extrusor en un rango de 0.3302 mm a 0,127 mm. En el plano X - Y se llega a una resolución de 0,0254 mm. En este proceso están disponibles varios materiales, incluyendo (Ácido Poliláctico) PLA, poliamidas, policarbonato, polietileno, polipropileno y cera para la fundición.

La tecnología de modelado por deposición fundida (FDM) no requiere procesos de post-curado para materiales y se pueden utilizar en ambientes tranquilos, ya que no hace mucho ruido durante el proceso de la construcción de prototipos. Aún está por mejorar la precisión de proceso, que no es muy alta, y la velocidad del proceso que está limitada por la tasa de flujo de material en el cabezal de extrusión por una boquilla de extrusión. La Figura Nº14 representa FDM que es el mecanismo de deposición de película [13].

Para comprender mejor el usuario para establecer los parámetros de proceso apropiados durante la preparación de impresión se debe elaborar un algoritmo que incluye todos los factores y los pasos que conducen a elegir las variantes adecuadas. Teniendo en cuenta estas superficies es necesario pensar en el número y tipo de entidades de referencia existentes en el modelo que puede ser utilizado para la orientación de la pieza. Comúnmente hay opciones automáticas para guíar a las partes resueltas por los procedimientos de distintos programas informáticos. Estos pasos pueden ser contraria a las necesidades del usuario.

La manera más eficaz normalmente sería por orientación manual, donde la posición de la pieza de trabajo se define por la orientación de su superficie o borde con la plataforma de trabajo o de cualquier eje de coordenadas del entorno de uso. También están disponibles las funciones estándar como la rotación y el escalado. Cuando la pieza está orientada puede proceder a establecer otro parámetro que podría incluir el estilo y la densidad de impresión de las capas individuales.

El valor del espesor mínimo de una sola capa está condicionada por las propiedades de los materiales y de la construcción de software de la impresora. Hay un parámetro usualmente llamado modelo interno para la fijación de la calidad del material base de construcción. Entre las opciones por defecto existe una forma sólida recomendada por el fabricante, cuando un material impreso resulta en su totalidad sólido. Otras posibilidades son bajas densidad escasa y alta densidad escasa.

Ahorran el material de base creando una red de cavidades dentro del volumen. Las últimas opciones mencionadas se aplican principalmente en modelos de gran tamaño que no requieren su funcionalidad técnica. Las paredes son en parte debilitados y tiene menor resistencia. El valor más bajo para la densidad y el volumen del material base del soporte responde a una menor resistencia y propiedades funcionales, pero al mismo tiempo presenta una reducción del coste de la creación de prototipos. Los estándares de calidad más altos implican tiempos de impresión más largos y mayor consumo de energía, pero la posibilidad de uso de prototipos es mayor en muchas otras aplicaciones. [13].

El proceso modelado por deposición fundida (FDM) produce piezas con características únicas; la máquina deposita el material de una manera direccional resulta en piezas con comportamiento anisotrópico. Para predecir el comportamiento mecánico de las piezas FDM es esencial para comprender las propiedades del material de la materia prima para el proceso de FDM, y qué efecto tienen los parámetros de construcción FDM sobre las propiedades de los materiales anisotrópicos. Por lo que sería interesante desarrollar Los experimentos para evaluar los efectos de los parámetros del proceso en el comportamiento mecánico de las piezas FDM. Algunos parámetros de construcción probablemente afectarían a las propiedades de las piezas FDM podrían ser las siguientes [13]:

 Anchura de colada de fundición, que es el espesor de la capa depositada.

 Espacio de aire, que es el espacio entre el material de las crestas depositado. Cuanto mayor espaciamiento, una estructura es débilmente compacta (menos densa) y la construcción es rápido.

 Este parámetro puede ser modificado para lograr menor separación al poder superponer los cables ocupando el mismo espacio que resulta estructuras más densas que requieren mayor tiempo de construcción.

 La temperatura de construcción que es la temperatura del material polimérico fundido. Esta temperatura controla la viscosidad que se extruye desde la boquilla de la máquina FDM.

 Dirección de barrido, que es la dirección de los filamentos de material depositado en relación con la carga de la pieza.

En la figura Nº 15. se muestra la variación en la anchura de la cuerda, el espacio de aire y dirección de exploración utilizando FDM.

Figura Nº15. Formato de deposición mediante la variación de la anchura de la

La calidad y la precisión de las piezas se han mejorado por el uso de software de generación de la trayectoria, las estrategias de construcción de software de control máquina evitando remediar las coincidencias y las diferencias entre las corrientes adyacentes de material extruido.

Algunos estudios han investigado la influencia de estilos de construcción sobre las propiedades mecánicas de las piezas obtenidas por FDM y ha demostrado los beneficios de post-infiltración de adhesivos para mejorar las propiedades [13].