Cómo preparar y pintar las piezas impresas en 3D (con vídeo)


Libro blanco

Introducción a la impresión 3D con la estereolitografía (SLA) de escritorio

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La pintura con aerosoles no goza de buena reputación. Normalmente la vemos en grafitis, en señales vandalizadas y como solución rápida a arañazos en coches antiguos. Los diseñadores la suelen utilizar para cubrir rápidamente una superficie plana y no para crear efectos artísticos y detallados. Sin embargo, si se utiliza la técnica adecuada, la pintura con aerosoles puede crear superficies lisas y profundos matices de colores.

Si eres ingeniero industrial, artista digital, diseñador de personajes o constructor de modelos, esta guía es para ti. Sigue leyendo para aprender a lograr un acabado brillante y suave similar al de la superficie de un coche con cualquier impresora 3D de escritorio, de forma que tu pieza pase de ser una sencilla impresión 3D a un producto final listo para ser mostrado.

Cómo pintar piezas impresas en 3D

Hay un paso en el proceso de acabado de las piezas que resulta clave para hacer que tus objetos impresos en 3D se conviertan en un producto profesional. La mayoría de los principiantes se lo saltan, pero los fabricantes de modelos más experimentados siempre lo incluyen en sus procesos de posacabado. Hace que el pintado no requiera esfuerzo y ayuda a crear un acabado final de la superficie perfecto. Este paso es la imprimación.

Añadir una capa final de pintura a una pieza crea presencia y brillo. Sin embargo, todos los que se dedican a imprimir modelos en 3D saben que la pintura no oculta las imperfecciones. Sin el tratamiento adecuado, se podrán percibir pequeñas imperfecciones o marcas de los soportes en la superficie final, junto con cualquier marca triangular de gran tamaño derivada de la malla impresa en 3D. Dependiendo del proceso de impresión 3D que hayas empleado, puede que también se perciban las líneas de capa. Si el objetivo final es crear un objeto que deje la boca abierta, entonces la imprimación es esencial.

El Color Kit de Formlabs es la primera solución de mezclado de colores integrada para las impresoras 3D de resina. Hace posible la impresión 3D SLA en una variedad de colores sin el trabajo manual de acabado y pintura. Prueba el Color Kit para acelerar los ensayos de los conceptos de producto con impresiones 3D de alta resolución que se adaptan a su entorno.

El objetivo de la imprimación es que la superficie de la pieza esté impoluta antes de pintarla. El color gris neutro de la imprimación saca a relucir las imperfecciones y las prepara para el lijado o para rellenarlas con masilla. Hace que el proceso de pintado sea mucho más limpio y que el resultado sea más profesional (especialmente en el caso de las superficies brillantes).

Antes de la imprimación, la superficie debería tener un acabado liso. Si bien el producto para la imprimación puede rellenar pequeñas grietas y agujeros, si empleas una fina capa de pintura podrás conservar los detalles de la superficie.

Para las impresoras 3D SLA, esto implica eliminar las estructuras de soporte y lijar las marcas que estas puedan dejar. En cuanto a las impresoras FDM, cuando pintes impresiones hechas con PLA o ABS en 3D con grandes alturas de capa, puede ser necesario lijar todo el modelo antes de pintarlo para asegurarte de que las líneas de capa no sean visibles. Se puede aplicar una primera capa gruesa como alternativa al lijado, pero esto puede ocultar los detalles intrincados que contenga tu pieza.

Tras el lijado y tras haber añadido una capa inicial del producto de imprimación, inspecciona la superficie de nuevo para buscar imperfecciones. La mayoría de productos de imprimación ofrecen un acabado extremadamente plano que saca a relucir los detalles intrincados bajo la luz directa. Aplica una última capa del producto de imprimación y deja que la pieza repose durante el tiempo de secado especificado por el fabricante. Después, tu pieza ya estará lista para la pintura (un último pulido rápido tampoco es mala idea).

Tras la imprimación, pintar los modelos impresos en 3D con aerosoles es un proceso sorprendentemente rápido (siempre que utilices la técnica adecuada). Para obtener un acabado brillante, debes aplicar varias capas finas de pintura de manera uniforme sobre una superficie preparada. De esta manera se podrán ver las capas pintadas debajo, lo que crea un color intenso y profundo. Para aplicar capas finas, acerca mucho la boquilla de la lata de pintura al modelo y muévela rápidamente. Rota el modelo y aplica capas uniformes.

Recuerda abrillantar y pulir la superficie de la pieza entre cada capa de pintura. Así conseguirás una superficie lisa con un acabado brillante bajo la última capa transparente.

Para obtener un color más intenso, añade una pintura de fondo o una capa base. Una pintura de fondo es una capa de color que bloquea el color neutro de la imprimación. Por lo general, hay que aplicar entre 2 o 3 capas finas para cubrir una superficie. Se suele emplear el negro como pintura de fondo para los tonos más oscuros, mientras que el blanco es ideal para los colores claros.

Para mantener los detalles de un determinado color, tapa esas zonas entre las capas mediante enmascarado. No dejes las cintas de uso general pegadas a la pieza durante más de unos días. De hecho, el fabricante de pintura Tamiya recomienda que si vas a pintar una pieza con aerosoles, lo hagas en una sola sesión.

Tras el enmascarado, las capas superiores añaden el color final. Imagina estas capas como un ligero brillo sobre la pintura de fondo. Cuanto más finas sean las capas superiores, más se verá la pintura de fondo. Entre cada aplicación, deja que la pintura repose durante unos minutos para ver si el color está lo suficientemente saturado.

Si te gusta el resultado, es hora de aplicar la capa de barniz transparente. Aplica 1 o 2 capas finas y uniformes de barniz transparente. Con una superficie pulida, lo mejor es que apliques la cantidad justa para que las pequeñas gotas del barniz transparente se deslicen y formen una cubierta brillante sobre la pieza. Aunque es opcional, puedes pulir la superficie con un paño de pulido con granos ultrafinos o encerarla con cera de carnauba para añadir una capa adicional de protección.

Tras el pintado, deja que el modelo se seque. No hay una norma fija, pero si dejas que tu pieza repose durante al menos una semana, permitirás que la pintura se endurezca por completo. Si necesitas mover el modelo más pronto, utiliza guantes y no hagas movimientos bruscos para evitar dañar la pieza.


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Paso a paso: cómo imprimar piezas impresas en 3D

Materiales

Estas herramientas profesionales te ayudarán a hacer que la imprimación de tu pieza sea un proceso sencillo.

Producto de imprimación

Los productos de imprimación (o "primer") son un tipo específico de pintura que se adhiere con firmeza a la pieza y proporciona una superficie uniforme para que la pintura se fije. Hay distintos productos de imprimación destinados a usos diferentes. Los productos de imprimación en aerosol son la mejor opción para pintar tus piezas impresas porque cubren rápidamente la superficie con una capa uniforme. También puedes adquirir productos de imprimación con brocha, pero son más difíciles de manejar y funcionan mejor para retoques delicados. Para obtener mejores resultados, elige un producto de imprimación y una pintura que sean compatibles y de la misma marca. A nosotros nos gusta utilizar Krylon y Montana (aunque ambas ofrecen fórmulas espesas), pero no hay nada como la pintura para modelos de marca Tamiya, que ofrece capas extremadamente finas y uniformes, de forma que se preserven incluso los detalles de la superficie más delicados.

Herramientas giratorias

A veces quieres lijar tu pieza rápidamente. Con piezas intercambiables, las herramientas giratorias ofrecen diversas opciones para lijar y pulir las piezas. Las lijadoras de tambor lijan rápidamente los soportes, mientras que los cepillos de alambre de acero suavizan las marcas de los soportes. Las herramientas giratorias son ásperas, así que necesitarás utilizar papel de lija para conseguir un acabado liso. Hay muchas marcas de calidad: Dremel y Craftsman se utilizan mucho en Estados Unidos, mientras que en Europa se emplea Proxxon. Para evitar quemar tu pieza, reduce las revoluciones por minuto al mínimo (normalmente entre 500-1000) y utiliza movimientos delicados.

Limas

Son más fáciles de manejar y de controlar que una lijadora. Se trata de una herramienta más elegante... para una época más civilizada.

Una de las herramientas más simples y más efectivas es la lima, que elimina los soportes y lija las superficies. Si la sostienes firmemente, puedes eliminar las marcas de manera más controlada que con una herramienta giratoria. Ten a mano un cepillo metálico y limpia los dientes de la lima con frecuencia (de lo contrario, el plástico y la resina se acumularán y estropearán el acero). Como con una herramienta giratoria, la lima consigue un acabado de la superficie áspero, por lo que es mejor utilizarla para eliminar las marcas de los soportes.

Papel de lija

Se trata de la herramienta menos glamurosa de la tienda, pero el papel de lija ha dado pasos de gigante en los últimos años con el lanzamiento de las láminas flexibles de lijado. Estas láminas están a la venta en tiendas de bricolaje y duran hasta 15 veces más que las láminas de papel. No se enrollan, agujerean o arrugan y se pueden utilizar en húmedo, lo que reduce el polvo y evita que se acumulen partículas en los dientes de la lija. Gracias a su flexibilidad, pueden llegar con facilidad a los espacios interiores y a las superficies redondeadas.

Herramientas para eliminar el polvo

Es normal que quede algo de polvo incluso después de lijar la pieza en húmedo. Elimina los restos de polvo con agua y un cepillo suave (puedes utilizar un cepillo de dientes antiguo). Para una limpieza más a fondo, puedes recurrir a un baño de ultrasonidos de bajo coste para eliminar rápidamente las pequeñas partículas atrapadas en las esquinas y las grietas de la superficie. Si trabajas un una zona con agua dura, utiliza agua desionizada o destilada para evitar que se produzcan manchas entre las capas de pintura.

Trapo barniz

El trapo barniz es un trapo de algodón ligeramente pegajoso diseñado para eliminar los restos de polvo y limpiar la superficie antes de pintarla. Deja secar tu modelo antes de usar el trapo barniz: la superficie cerosa del trapo no funciona bien con el agua.

Soporte para pintura, clavijas y taladro

Este sencillo truco te ahorrará muchos dolores de cabeza en la cabina de pintura (a nosotros nos encantó cuando descubrimos esta técnica en un video explicativo sobre fabricación de modelos de Adam Savage). Si colocas tu modelo 3D en una clavija (por lo general puedes utilizar un agujero preexistente que tenga tu pieza), puedes maniobrar fácilmente mientras aplicas la pintura con aerosol, de forma que llegues a todos los lados, rincones y recovecos de la pieza sin dejar huellas. Se trata de una técnica esencial si quieres aplicar una capa uniforme en todos los lados de tu modelo. Te recomendamos que pidas clavijas de varios tamaños. Para minimizar el tamaño del agujero de la pieza, comienza con una clavija pequeña y ve aumentando el tamaño hasta que tu modelo esté bien sujeto. Taladra un agujero correspondiente en un bloque de madera o en un tablero de fibra de densidad media (MDF) e inserta la pieza con la clavija: así no necesitarás sujetar la pieza con las manos mientras aplicas la pintura.

Equipo de seguridad

Cuando utilizas aerosoles para pintar, estás trabajando con partículas en suspensión y disolventes aéreos que pueden resultar peligrosos para la salud. Recuerda utilizar una mascarilla aprobada por NIOSH (Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional de Estados Unidos) y trabajar en un espacio con una buena ventilación. Mientras estés pintando, usa guantes de nitrilo para evitar mancharte las manos con la pintura y dejar huellas en tu modelo.

Lista de verificación de herramientas

Pasos para imprimar las piezas

1. Retira los soportes de la pieza
Usa unos alicates de corte oblicuo para eliminar las secciones o despega los soportes a mano. Con piezas delicadas, puedes eliminar las puntas de los soportes utilizando un cuchillo Exacto o una cuchilla de afeitar con cuidado.

2. Lija las marcas de los soportes
Usa una herramienta giratoria, una lima o papel de lija de grano 220 para eliminar las marcas de los soportes del modelo con cuidado.

3. Lija y suaviza la superficie
El acabado de la pieza final dependerá de cuánto lijes su superficie en este paso. Comienza con papel de lija de grano 220 o 320 o tiras de lija flexibles para lijar con cuidado toda la superficie del modelo y eliminar así cualquier marca que haya quedado tras usar la lima o el utillaje. Continúa con papel de grano 400 o 600.

4. Coloca la pieza en el soporte
Realiza un agujero inicial en un lugar donde pase desapercibido y coloca tu pieza en una clavija fina. Después, inserta la clavija en el soporte para pintar.

 

5. Limpia la superficie para eliminar el polvo
Usa un cepillo y agua para limpiar el polvo de la pieza. Puedes utilizar agua desionizada o destilada (disponible en cualquier supermercado) para limpiar a fondo la superficie sin dejar marcas.

 

6. Limpia la superficie con un trapo barniz
Pasa el trapo barniz por la superficie de la pieza con movimientos largos y delicados con los guantes de nitrilo puestos. Intenta pasar el trapo en dirección uniforme, pero no te olvides de limpiar las pequeñas grietas del modelo.

 

7. Mezcla el producto de imprimación
Da vueltas ligeramente al aerosol con movimientos circulares durante 2 o 3 minutos. No lo agites, ya que podrías mezclar el gas propulsor con el disolvente y crear burbujas en las capas cuando lo apliques. El objetivo es disolver por completo el pigmento del disolvente. Después de dar vueltas al bote durante un minuto, podrás oír cómo la bola de mezcla empieza a rodar dentro del bote, lo que te indica que la pintura se ha mezclado.

8. Aplica la primera capa del producto de imprimación
Aplica el aerosol con movimientos cortos y rápidos, a una distancia de 6-8 in (15-20 cm) de la pieza. No empieces ni termines de rociar la pintura directamente sobre la pieza. Con un rápido movimiento, gira la pieza mientras la rocías. Evita que la pintura se acumule en la pieza: es mejor empezar con una primera capa muy fina e ir aumentando la opacidad poco a poco.

9. Inspecciona la primera capa
Tras aplicar la pintura de imprimación, examina la pieza para buscar zonas que necesiten lijado o limado adicional. De ser necesario, vuelve a lijar y pulir la pieza con un papel de lija fino (de grano >600). Si tienes que lijar la pieza, repite los pasos 5 y 6 para eliminar el polvo antes de volver a aplicar el aerosol.

10. Aplica la última capa de producto de imprimación
Añade otra capa de pintura con movimientos rápidos y asegúrate de que esta sea fina. Deja de aplicar la pintura en cuanto el color se vuelva opaco. Si aplicas demasiada pintura en este paso rellenarás los detalles más delicados, así que asegúrate de no aplicar una capa demasiado gruesa.

Cuando hayas aplicado la última capa, ya estarás listo para pintar tu pieza con aerosoles. En la siguiente parte de esta guía vamos a explicar cómo pintar la pieza para lograr un acabo liso y cómo acabar con una capa transparente para proteger la pintura.

Paso a paso: cómo pintar piezas impresas en 3D

Materiales

Pintura

Elige una pintura ligera que sea fácil de controlar. Evita utilizar pintura que puedas comprar en una ferretería (o incluso pintura de artes plásticas diseñada para usarse en superficies rugosas), ya que es lo opuesto a lo que buscas, puesto que tienden a aglutinarse y formar capas gruesas y rugosas. El motivo es que están diseñadas para una aplicación rápida y de un solo uso. Para obtener el mejor nivel de detalle, recomendamos las pinturas en aerosol de la marca Tamiya. Ofrecen una amplia gama de colores y hasta efectos opalescentes y brillantes. La pintura se aplica con capas finas y proporciona un gran revestimiento. Las pinturas de la marca Tamiya están a la venta en Amazon y en tiendas especializadas de bricolaje. La línea de lacas sintéticas TS funciona bien con las resinas de Formlabs y sirve como base para aplicar una capa transparente o incluso para pintar la pieza a mano con pintura acrílica.

Limas para pulir/abrillantar las uñas

Las limas para pulir o abrillantar las uñas se utilizan en la superficie de una pieza tras la imprimación y el lijado. Puedes adquirirlas en cualquier droguería. Asegúrate de comprar las que tienen un sistema de 3 pasos: sáltate la parte de la lima más dura y utiliza directamente las partes destinadas a pulir y abrillantar las uñas.

Papel de pulir con reverso de fibra

El papel de pulir es un invento reciente que contiene granos como el papel de lija, pero es mucho más fino. El reverso de fibra te permite curvar y doblar la superficie, mientras que los granos finos son perfectos para pulir las capas superiores de pintura o las capas transparentes.

Trapo barniz

El trapo barniz es un paño de algodón con un revestimiento ceroso que elimina el polvo y el pelo de la superficie antes de pintarla. Dobla el trapo y pásalo por la superficie con movimientos largos y delicados en una misma dirección.

Cinta adhesiva

Para la mayoría de trabajos de pintura de una sola sesión, la mejor opción es la cinta de pintor azul estándar. Asegúrate de proteger los bordes pasando un objeto de plástico, como una tarjeta de crédito, por encima para evitar que se filtre pintura en el interior.

Capa de barniz transparente

Aplicar una capa de barniz transparente no es suficiente para arreglar una superficie que no se ha imprimado bien, pero sirve como ayuda para alisar las imperfecciones de la superficie y te da la opción de obtener un acabado mate o brillante. El barniz transparente de marca Tamiya te garantiza compatibilidad con tus capas de pintura. Si utilizas otra pintura en aerosol, contacta con el fabricante para que te recomiende opciones para aplicar el barniz transparente.

Equipo de seguridad

Cuando utilizas aerosoles para pintar, estás trabajando con partículas en suspensión y disolventes aéreos que pueden resultar peligrosos para la salud. Recuerda utilizar una mascarilla aprobada por NIOSH (Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional de Estados Unidos) y trabajar en un espacio con una buena ventilación. Mientras estés pintando, usa guantes de nitrilo para evitar mancharte las manos (y el modelo) con la pintura.

Lista de verificación de herramientas

Pasos para pintar el modelo

1. Comienza por imprimar la pieza y colocarla en el soporte de pintura
Si todavía no has retirado los soportes y lijado la superficie, consulta nuestra guía de imprimación para obtener todos los detalles.

 

2. Pule y abrillanta la superficie imprimada
Usa las limas de uñas para pulir con delicadeza la superficie. Comienza con el paso 2 (abrillantado) y finaliza con el paso 3 (pulido). Cuando acabes, la superficie tendrá un aspecto brillante.

3. Limpia el polvo
Pasa el trapo barniz con cuidado por la superficie de tu modelo para limpiar el polvo restante. Utiliza movimientos suaves en la misma dirección de la superficie.

4. Prepárate para pintar
Ponte la mascarilla y los guantes. Mezcla la pintura moviendo ligeramente la bola de mezcla que se encuentra dentro del bote durante 2 o 3 minutos. El objetivo es mezclar con cuidado el pigmento sin agitar el gas propulsor: de lo contrario, se pueden crear burbujas en la pintura.

5. Aplica la capa base
No empieces ni acabes de rociar nunca directamente sobre el modelo, de forma que puedas conseguir el acabado más uniforme posible. Mantén la boquilla a unas 6 in (15 cm) de distancia y muévete rápidamente alrededor de la superficie mientras diriges el aerosol al modelo. Las primeras capas siempre tienen que tener un aspecto translúcido. Cuando consigas un acabado opaco, deja que el modelo repose durante 20 o 30 minutos para que la capa fina de pintura tenga tiempo de secarse. Conseguirás un revestimiento uniforme con 2 o 4 capas. 

6. Pule el modelo entre cada capa de pintura
Pule ligeramente el modelo entre cada capa de pintura con el papel de lija más fino que tengas y una lima de abrillantado. De esta forma seguirás perfeccionando la superficie. Repite este proceso después de los siguientes pasos.

7. Tapa las zonas donde quieras mantener la pintura de fondo
Corta la cinta adhesiva con tijeras o con un cúter Exacto. Pega la cinta con firmeza. Presiona los bordes para evitar que la pintura se cuele por debajo de la cinta.

8. Aplica la capa superior (opcional)
Si aplicas un color que contraste, puedes crear degradados o mezclas de colores intensos. Si quieres que se vea la pintura de fondo, no apliques demasiada pintura: basta con 1 o 2 capas finas.

9. Termina con la capa de barniz transparente
Si has pulido el modelo entre cada paso, basta con aplicar 1 o 2 capas ligeras de barniz transparente para que la superficie logre un aspecto brillante (la capa superior ya ofrecerá un resultado similar tras el pulido). También hay barnices mate que protegerán tu modelo durante años.

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Nos gustaría dar las gracias a nuestro amigo y colega Brian Chan (@chosetec) por los impresionantes modelos que ha diseñado de un coleóptero y una tortuga bebé articulados. Puedes apoyar sus diseños en su tienda de Shapeways.