UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN DISEÑO INDUSTRIAL García Moreno P. Emiliano Núñez Sánchez César A. Ramírez Rubio Paola Itzel

PROTOTIPOS RÁPIDOS

Prof. Javier García Figueroa Marzo 2, 2015

IMPRESIÓN EN CERA

INTRODUCCIÓN Solidscape fue la primera empresa fundada bajo el nombre de Sanders Prototype, Inc. en 1993 por Royden C. Sanders para construir impresoras basadas en PC 3D de cera para creación rápida de prototipos y moldes maestros utilizados para la creación de fundición de precisión. Sanders Prototype fue sede originalmente en Wilton, Nueva Hampshire y más tarde se trasladó a su ubicación actual en Merrimack, Nueva Hampshire , EE.UU.. A principios de 1998, un nuevo equipo de gestión se instaló, y una reorganización sustancial se produjo. Sanders Prototype renombró Solidscape, Inc. en el otoño de 2000. El primer producto fue el Hacedor modelo que era una impresora de escritorio basado en DOS capaz de crear de alta resolución objetos de cera tridimensionales creados en paquetes de software CAD. Esta máquina era exacta a menos de 1 milésima de pulgada, lo que permite a los operadores crear modelos muy pequeños, muy detalladas. Los modelos de cera podrían entonces ser emitidos sin la necesidad de un patrón maestro o molde de goma. Las máquinas de Solidscape se establecieron como una de las favoritas entre los joyeros personalizados, que apreciaron la capacidad de crear diseños personalizados para los clientes y entregar productos terminados más rápidos y más consistentes que la creación de ellos a mano.

CONSISTE EN: En particular, las impresoras 3d en cera reciben información digital desde archivos con información tridimensional (STL, SLC) para crear partes en 3D mediante un proceso aditivo de capa por capa con espesores milimétricos desde 0,00625 hasta 0,0762 mm y con una resolución de 5000 x 5000 x 8000 dpi. Los objetos producidos son de una resolución y precisión extremas con detalles vibrantes y acabados de superficies impresionantes.

FUNCIONAMIENTO DE LA IMPRESORA La máquina recibe el archivo STL a través de un puerto USB. Estos archivos son en 3D y leen por capas. Una vez listo el archivo, la maquina se prepara para su funcionamiento. Esto se hace siguiendo un paso a paso que la misma máquina pide.   

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Se revisan los ejes X y Y Se hace un “Purge” o vaciamiento del aire de los jets, luego se introducen 3 ml de aire a cada jet. Se prepara la plataforma de impresión, ajustando la altura y cortando su superficie con la cuchilla.

Se selecciona el archivo a imprimir.

 Comienza el trabajo con una calibración automática de la máquina.  Terminada la pieza, se saca la plataforma y se pone en una plancha caliente, esto ayuda a que los modelos se despeguen más fácilmente.

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Una vez despegados los modelos, se sumergen en una solución VioAct VSO (Solvente derivado de la parafina) a 500C.  Ya limpios están listos para el proceso de Casting o Fundición.

MATERIALES QUE UTILIZA La tecnología de impresión 3D WDM (wax deposition modeling) utiliza materiales no tóxicos similares a la cera para crear moldes de fusión a la cera perdida de gran precisión que se eliminan limpiamente sin encogerse, expandirse ni agrietarse. No dejan cenizas ni residuos y no presentan riesgos biológicos ni problemas de desechos.

Cera térmica

para prototipado rápido de la marca Jet-Wax , son ceras de alta calidad y rendimiento, 100 por ciento compatible con sistemas de impresión 3D Solidscape. La roja se utiliza como cera de soporte que posteriormente es eliminada con un solvente para obtener el prototipo en la cera azul de construcción.

DigitalWax® DC-Series Resina casting Las máquinas de prototipado rápido DigitalWax® utilizan un láser y una resina fotosensible como éste. La resina es transparente para permitir que el láser pase a través de ella, solidificar la resina por una capa de plataforma de construcción en el tiempo hasta que el modelo está completamente formado. Recomendado para cualquiera de las

máquinas DigitalWax, la resina DC-Series está especialmente desarrollado para crear modelos que se utilizará para el bastidor de inversión directa, incluida la piedra-en-lugaraplicaciones una gran combinación de detalles nítidos y fáciles de burnout. Cada botella contiene 0,5 kg o 1,0 kg de resina.

Características DC100 DC110 DC400 DC500 DC550

colada directa colada directa colada directa colada directa colada directa colada directa

alta precisión, baja contracción alta precisión, de baja viscosidad alto factor de crecimiento similar a la cera similar a la cera, fácil burnout * similar a la cera, superficie lisa similar a la cera, el agotamiento sin complicaciones *

* = Recomendado por Protech Transfer Co., Ltd.

DigitalWax® DM &DL-Series Moldeado Resina La resina es de color azul, que le permite ver los detalles de la pieza final. La resina DM-Series está desarrollado para aplicaciones de alto detalle, moldeo de caucho de alta definición y contiene nanopartículas cerámicas para proporcionar una superficie dura, durable. El DL-Series resina es el último desarrollo para el segmento de la joyería. Superficies lisas Ultra y un factor muy baja contracción es responsable de gran popularidad de los consumidores en una fracción de tiempo!

Características DM206 DM210 DM220 DL260

Moldeo RTV , propósito general polímero similar Moldeo RTV nano lleno de cerámica, superficie lisa Moldeo HTV cerámica nano-lleno, superficie lisa * plástico como, superficie ultra Moldeo RTV suave *

DigitalWax® IRIX digital Piedra Nano resina de cerámica para la impresión directa - disponible en blanco, negro, marfil, verde y rojo Gracias a IRIX® el revolucionario "piedra digital" disponible en todos los colores, los diseñadores tendrán la posibilidad de desarrollar su creatividad sin límite de forma o restricción color. La creación de la piedra se realiza utilizando las nanotecnologías aplicadas al proceso aditivo, la obtención de un material biocompatible que tiene las características principales de una piedra natural. Ahora es posible fabricar directamente el objeto desde el archivo STL sin necesidad de utilizar herramientas y métodos.

Características y Ventajas       

impresión directa alta resolución y precisión biocompatibilidad amplia gama de colores no hay límites geométricos Máxima versatilidad para la fabricación del producto acabado Coincidencia con metales preciosos

Se pueden obtener objetos de diseños muy complejos de tamaño máximo

15cm x15cm x10 cm.

APLICACIONES

Joyería de Ross Lovegrove

Lovegrove ha creado seis anillos, cada uno de los cuales se producen en una edición de diez. La serie, llamada Foliates, será presentado por el Guinness Galería Louisa a coleccionistas feria Design Miami. “Estos anillos y esta colección es como si las ultimas hojas vírgenes de un árbol o planta las hayan desplegado de la mano de manera que existe una relación entre el dedo y la hoja, el oro aparece de la delicada vacío que me parece tan femenina y sensual ", dijo Lovegrove. Manufactura Las formas redondeadas planas que se derivan de las bandas son sangría con patrones creados digitalmente diseñados para imitar las que se encuentran en la naturaleza. Lovegrove experimentó con procesos como el metal directo sinterización láser y la combinación de 3D-impresión en cera con la cera perdida para lograr estos detalles de la superficie intrincados.

“Se sientan a la ligera, la exploración de la dinámica del espacio y el ámbito digital, la convergencia de diseño orgánico con la naturaleza de la naturalidad que subraya el compromiso de mi vida a la compra de componentes de la trinidad que puede existir de manera sucinta cuando la tecnología, los materiales y forma convergen en los tiempos de avanzada en la que vivo ", continuó Lovegrove. Fuente: http://www.dezeen.com/2013/11/27/ross-lovegrove-designs-3d-printed-goldjewellery/

Ultravirgo's Mymo monogramas personalizables Impresión de monogramas que combinan 2 letras en un dije Dos iniciales se fusionan para ser leídos desde diferentes ángulos, impresas con tecnología 3d. Servicio Mymo agencia de diseño de Ultravirgo crea monogramas 3D combinando digitalmente dos letras o números. "Desde el frente, se ve un personaje", dijeron los diseñadores. "Desde el lado, se ve la otra." Los monogramas pueden ser impresos en 3D como pequeños presentes por compañía Nueva York Shapeways. Tradicionalmente bordado en la ropa, un monograma es un gráfico 2D combinando dos o más letras para formar un logotipo. Mymo transforma estos motivos en una forma 3D, que se imprimirá en acero inoxidable, plata o cerámica. El acero y piezas de cerámica se imprimen mediante encolado capas de los materiales en polvo en la parte superior de la otra, mientras que los diseños de plata se echan en un molde de cera impreso en 3d. Fuente: http://www.dezeen.com/2013/11/24/mymo-3d-printed-monograms-combinetwo-initials-in-one-pendant/

Nuevas impresoras 3d Stratasys para piezas odontológicas. Avi Cohen, Director de Global Dental al Stratasys, describe cómo la tecnología WDM, en la dentadura parcial encerado, y la tecnología de impresión 3D PolyJet, utilizado en el modelo de la mandíbula, son complementarios en la odontología digital. Director de Global Dental, Avi Cohen, Stratasys sentó con el Blog Stratasys para discutir la adición de dos nuevos Cera Deposition Modeling (WDM) impresoras 3D a la familia de impresoras 3D Dental de la empresa, permitiendo a los laboratorios dentales para aumentar la producción de cera- restauración ups con el flujo de trabajo fácil de usar y de bajo costo por encerado. Fuente: http://www.3dprintingplan.com/2014/05/14/new-stratasys-3d-printers-expanddigital-dentistry-with-low-cost-highly-accurate-wax-ups/

EMPRESAS QUE MANEJAN IMPRESIÓN 3D EN CERA DF y Área Metropolitana Grupo XDS Calle B No 16, Potrero del llano, Gustavo A. Madero, México D.F. tel.62748755 http://www.grupoxds.com/ Oro Florentino, S.A. De C.V. Dirección: Pirámide, Ahuizotla, 05800 Naucalpan de Juárez, MEX Teléfono: 01 55 5203 1821 Arte joyas Av. de la paz 40, int. 110 // san ángel // México D.F. 52 55 65886529 http://www.artejoyas.com.mx/es/ Joyerías Bizarro 5 de febrero No 633 Iztacalco Cd de México

Teléfono: Tel.01 222 372 3000 http://www.joyeriasbizzarro.com/contacto

INTERIOR DE LA REPÚBLICA Fab Lab Blvrd del Niño Poblano, Concepción Guadalupe, 72450 Puebla, Pue. Tel.01 222 372 3000 http://www.fablabpuebla.org/

Ideas sólidas

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VENTA DE EQUIPO.

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Dirección Monterrey, NL, Mex,

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PRECIO DE CERA Jet-Wax BUILD 500mL (14.5oz/411g) botella $1300 mn. Color: cyan

Jet-Wax SUPPORT 500mL (11.5oz/326g) botella $1200mn. Color: Magenta.

VENTAJAS DE LA IMPRESIÓN 3D EN CERA           

Precisión de impresión de hasta 0.0127mm Volumen de Construcción Modalidad HD: 298 x 185 x 203mm. Modalidad XHD: 127 x 178 x 152mm. ·Resolución Modalidad HD: 328 x 328 x 700 DPI (xyz): espesor de la capa 36 micras Modalidad XHD: 656 x 656 x 1600 DPI (xyz): espesor de la capa 16 micras Precisión (típica)0.025-0.05 por mm. del modelo La precisión puede variar según los parámetros de construcción, de la geometría, de la dimensión, de la orientación del modelo y de los métodos de elaboración sucesivos Realiza detalles en las piezas que a mano no podría ser posible Rapidez en la manufactura de modelos complejos Dos modos de construcción: Alta Definición (HD) y Xtrema Alta Definición (XHD) Posibilidad de realizar un modelo dentro o encima del otro Sistema compacto, limpio y silencioso que utiliza materiales que respetan el medio ambiente Excelente resolución de la superfi cie y de-talles extremadamente defi nidos. Ideal para aplicaciones de microfusión Material de cera no tóxico para producción de moldes.

Los programas que se pueden utilizar en la mayoría de las impresoras en 3d cera              

Rhinoceros , RhinoGold. JewelCAD Pro/E AutoCad Mechanical Desktop SolidWorks Solid Edge CadKey Catia I-DEAS Magics RP JewelSpace 2 3 Design Matrix

DESVENTAJAS DE LA IMPRESIÓN 3D EN CERA Alto costo de la Maquina Estos varían en precio desde 25.000 dólares hasta 55.000 dólares. Insumos, repuestos y servicio técnico no es muy comercial

COMPARATIVA CON OTRAS

TECNOLOGÍAS Mayor definición en impresión (detalle ) comparado con impresiones en plástico y polvos No hace ruido El costo de adquisición es elevado El plástico es a menudo utilizado para hacer prototipos porque es económico y es fácil de trabajar

APLICACIONES EN DISEÑO INDUSTRIAL Representación de amplia gama de objetos con alta definición

APLICACIONES EN OTRAS ÁREAS DE CONOCIMIENTO

Odontología Molde dental impreso en 3D Los moldes de estructuras precisos y exactos minimizan el postprocesado

Ingeniería Fabricación de piezas especiales

Museo El departamento de educación del Museo Americano de Historia Natural, en colaboración con Makerbot, ha desarrollado recientemente un taller de fabricación digital con una impresora 3D en el que un instituto ha reconstruido modelos de dinosaurios.

CONCLUSIONES Podemos decir que la impresión 3D en cera tiene muchísimas ventajas ya que brinda una precisión impresionante aún en piezas extremadamente pequeñas sin embargo es muy costosa; ahorra mucho trabajo a las personas y se puede hacer cualquier pieza que uno imagine aunque en tamaños aún muy pequeños. Actualmente es muy útil en diversas áreas como son el diseño industrial, la odontología, arqueología y principalmente en la joyería.

FUENTES DE CONSULTA: http://en.wikipedia.org/wiki/Solidscape http://www.stratasys.com/es/materiales/wdm#sthash.KzCwJUnL.dpuf http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing#Rapid_prototyping http://fabricame.com/impresion-3d-para-joyeria/ http://www.3dcadportal.com/impresoras3d/escritorio/ http://modeltools.es/12-ceras-termicas http://www.solostocks.com/venta-productos/maquinaria-impresion/otramaquinaria-impresion/impresora-3d-para-joyeria-cpx3000-impresion-encera-5560181 http://practicable.cc/category/impresion-3d-actualidad-e-investigacion/ http://www.jc3d.info/index.php/digital-wax-j-resins.html http://www.3dprintingplan.com/2014/05/14/new-stratasys-3d-printers-expand-digitaldentistry-with-low-cost-highly-accurate-wax-ups/ http://www.dezeen.com/2013/11/27/ross-lovegrove-designs-3d-printed-gold-jewellery/ http://www.jet-wax.com/