Guía de Cerakote: Un revestimiento cerámico para las piezas impresas en 3D mediante SLA y SLS
Los revestimientos cerámicos ofrecen ventajas en cuanto al rendimiento y la estética de diversos materiales. Su resistencia inherente a los productos químicos y la temperatura hacen que las piezas con revestimientos cerámicos sean ideales para una amplia gama de sectores, como el de la automoción y el aeroespacial, en los que hay entornos extremos que pueden dañar las piezas. También son ideales para productos de consumo en los que es importante tener una superficie de buena calidad.
Este libro blanco mostrará cómo recubrir las piezas impresas en 3D mediante estereolitografía (SLA) y sinterizado selectivo por láser (SLS utilizando el proceso de Cerakote, un revestimiento cerámico desarrollado por NIC Industries.
Cómo crear piezas impresas en 3D de alto rendimiento con revestimientos cerámicos avanzados
Ve ahora nuestro seminario web para descubrir cómo aplicar los revestimientos cerámicos de Cerakote puede potenciar el rendimiento de tus piezas impresas en 3D.
¿Qué es el Cerakote?
El Cerakote es un revestimiento cerámico delgado y de alto rendimiento desarrollado por NIC Industries, que ofrece numerosas ventajas mecánicas y estéticas.
Ventajas de los revestimientos cerámicos
El Cerakote tiene propiedades excelentes de resistencia a la temperatura, los productos químicos y la radiación UV. Estas propiedades permiten crear piezas impresas en 3D capaces de soportar entornos hostiles durante largos períodos de tiempo. El Cerakote se puede aplicar con grosores que van de 0,00635 a 0,0254 mm, por lo que su impacto en la precisión dimensional de una pieza es mínimo. Para las piezas que estén en un ensamblaje funcional, un revestimiento grueso podría alterar tolerancias delicadas y crear fricción. Las piezas con Cerakote tienen un revestimiento predecible y muy fino, por lo que los ensamblajes funcionales pueden funcionar sin problemas.
Las capas delgadas con las que se aplica el Cerakote y su adhesión potente y duradera pueden contribuir a los beneficios estéticos de utilizarlo con una pieza. El Cerakote está disponible en un amplio abanico de tonos, por lo que es posible crear componentes de uso final únicos del color que desees. El Cerakote puede adquirir un color opaco y uniforme sin necesidad de una capa base o imprimación, en una cama que abarca desde el blanco intenso hasta el negro oscuro. Este revestimiento de una sola capa es una opción única para crear piezas de SLA y SLS coloridas con una única aplicación de revestimiento.
Recubrimiento cerámico para piezas impresas en 3D por SLA con Cerakote
Aprenda a realizar recubrimientos cerámicos para crear piezas impresas en 3D SLA de uso final mejoradas estética y funcionalmente con un flujo de trabajo Cerakote fácil y escalable.
Cerakote y las piezas impresas en 3D
Anteriormente, la mayoría de las piezas a las que se aplicaba el Cerakote eran de metal, pero con la creciente adopción de la impresión 3D en entornos de uso final hostiles, los plásticos con Cerakote se están erigiendo en opciones más rápidas y económicas a las piezas de metal. La resistencia al calor y la resiliencia química de las piezas con Cerakote son cualidades especialmente valiosas para las piezas impresas en 3D. Las piezas de plástico impresas en 3D son sensibles a la exposición UV y se pueden degradar si la exposición prolongada, como en las aplicaciones de uso final en exteriores. Con una única capa, el Cerakote puede proteger completamente las piezas de una exposición mayor, permitiendo a los usuarios aprovechar la libertad de diseño de las piezas impresas en 3D para aplicaciones que antes estaban fuera de su alcance por tener lugar en un entorno hostil, como el de las industrias de la automoción y el equipamiento deportivo. Cerakote también puede sellar y alisar parte de la porosidad de las superficies, potenciando materiales que ya tienen un buen rendimiento, como el nylon impreso en 3D mediante SLS, y mejorando al mismo tiempo su estética, su resistencia química y su resiliencia térmica.
La combinación del Cerakote y las tecnologías de impresión 3D crea nuevas oportunidades gracias a la libertad de diseño y personalización que ofrecen. Las piezas que se han fabricado tradicionalmente en metal pueden ofrecer estabilidad frente a la radiación UV, pero carecen de la libertad de diseño de la fabricación aditiva. La impresión 3D ofrece flexibilidad en el diseño y capacidad de personalización, pero carece de la resiliencia de las técnicas de fabricación tradicionales. Juntos, estos dos procesos crean más oportunidades para que los ingenieros, diseñadores y fabricantes produzcan piezas resistentes, atractivas y duraderas bajo demanda o en volúmenes bajos, lo que fomenta que el sistema de fabricación sea más sostenible.
Un mecanismo giratorio impreso mediante SLS, sin revestimiento (izquierda) y revestido con Cerakote (derecha). El Cerakote es un material ideal para estos mecanismos, que requieren un ensamblaje y un contacto sin fricción con otras piezas, así como la capacidad de soportar el desgaste.
Cómo aplicar el Cerakote
Para crear piezas con Cerakote, una opción es encontrar a un aplicador certificado que dé el revestimiento a las piezas por ti. Si el trabajo es un proceso experimental, o una prueba de concepto para una aplicación única, la externalización es menos cara y se puede realizar con rapidez. Cerakote cuenta con una amplia red de aplicadores certificados en todo el mundo. La base de datos también puede filtrar según el tipo de trabajo que acepten los aplicadores certificados, que en este caso, serían piezas impresas en 3D.
Para quien esté interesado en incorporar el proceso de Cerakote en su propia empresa, NIC Industries vende paquetes de equipamiento recomendado para los diferentes procesos de trabajo y por distintos precios. El mayor gasto es la cabina de rociado necesaria y (para quien esté considerando un revestimiento de Serie H o Elite) un horno de poscurado adicional. Para quien desee producir piezas con Cerakote en volúmenes altos, NIC industries cuenta con una plataforma robótica versátil que puede dar acceso a una productividad mayor a diario.
El robot de Cerakote en SMI Finishers, de Amesbury (Massachusetts), reviste las piezas de forma uniforme y rápida, potenciando la productividad.
Si aplicas el Cerakote en tus propias instalaciones, una vez que hayas adquirido el equipamiento necesario y realizado las pruebas adecuadas, aplicar el revestimiento con una pistola HVLP (alto volumen y baja presión) se convierte en un proceso sencillo. Se pueden crear guías, fijaciones y enmascaramientos impresos en 3D para asegurar que las geometrías complejas se manipulen de una forma que garantice un revestimiento total, uniforme y completo.
Guía de inicio rápido para la aplicación del Cerakote
- Prepara la superficie de la pieza aplicando un granallado con óxido de aluminio o arena de granate de grano 100 a 0,3 MPa aproximadamente.
- Nota: Un granallado con perlas de vidrio no será suficiente, ya que las perlas de vidrio no desgastan lo suficiente la superficie de la pieza y el revestimiento no se adherirá a ella.
- Utiliza un limpiador como Prep ALL para retirar aceites y contaminantes.
- Dispón las piezas en una parrilla o soporte que permita manipularlas y voltearlas con facilidad para obtener un revestimiento uniforme.
- Mezcla el revestimiento.
- Si deseas un revestimiento de gran brillo, mezcla el producto catalizador recomendado con el revestimiento antes de aplicarlo.
- Cuando se haya producido la catálisis, tamiza la mezcla del revestimiento a través de una malla de número 100, 150 o 325, según las instrucciones de la serie de revestimientos.
- Rocía el revestimiento con un aerógrafo.
- Realiza el poscurado
- Para las piezas revestidas con las series H y Elite, aplica un poscurado de dos horas a 82 °C.
- Para las piezas revestidas con la Serie C, deja que se sequen al aire durante cinco días.
Enmascaramiento impreso en 3D para el uso del Cerakote
El enmascaramiento, que consiste en cubrir partes de una pieza durante un proceso de pintado o acabado, requiere tiempo y trabajo manual. Para las empresas que han integrado un robot de Cerakote en su proceso de trabajo, realizar un enmascaramiento manual con cinta se ha convertido en un cuello de botella para su volumen de producción. Las máscaras impresas en 3D se pueden utilizar una y otra vez y diseñarse específicamente para cada pieza, por lo que unirlas y quitarlas es cuestión de solo segundos. Con la impresión 3D, el enmascaramiento ya no tiene que suponer un cuello de botella para altos volúmenes de piezas con revestimiento de Cerakote. Las máscaras impresas mediante SLA y SLS simplemente se diseñan, se imprimen en masa y se pueden retirar con facilidad cuando el proceso de acabado ha terminado.
Ensayos de piezas con Cerakote
La eficacia del proceso de revestimiento y el rendimiento de la pieza acabada depende de la adhesión entre el revestimiento y la pieza. Un conjunto de ensayos químicos diversos es otra manera de garantizar una adhesión adecuada y asegurar que la combinación del sustrato correspondiente y el revestimiento pueda soportar entornos con condiciones exigentes. Estos entornos pueden incluir componentes de motores automovilísticos, en los que sustancias corrosivas como el diésel pueden degradar la calidad de la pieza, sea de metal o de plástico. NIC Industries ha realizado muchos de estos ensayos por su cuenta, así que los usuarios deberían consultar los resultados antes de llevar a cabo sus propios ensayos.
Para acceder a los resultados completos de los ensayos, descarga hoy el libro blanco de Cerakote.
El coste de crear piezas impresas en 3D mediante SLS y revestidas con Cerakote
La combinación de piezas impresas en 3D mediante SLS y un revestimiento cerámico de alto rendimiento es una solución ideal para aplicaciones de uso final estética y mecánicamente exigentes, que ofrece una alternativa rentable al moldeo por inyección para la producción de bajo volumen y la personalización en masa.
Utilizaremos la pieza de muestra impresa en las impresoras 3D SLS de la serie Fuse de Formlabs y revestida con Cerakote para examinar el coste en materiales y mano de obra que requiere crear productos de consumo de uso final con Cerakote para la producción de bajo volumen.
Este mando de realidad virtual impreso en 3D combina las propiedades de ligereza y durabilidad de la impresión 3D SLS con los colores vibrantes, la resistencia a la radiación UV y la mayor estabilidad del material que ofrecen las piezas con revestimiento cerámico. Está impreso en dos piezas y revestido con dos colores distintos.
| Material | Costes de material | Costes de mano de obra | Coste por pieza | |
|---|---|---|---|---|
| Impresión en la Fuse 1+ 30W | Nylon 12 Powder | $4.48 (adjusted for powder lost) | $2.96 | $7.80 |
| Revestimiento de la pieza superior con Cerakote | H-175, azul huevo de petirrojo | $0.80 | *$0.63 | $1.43 |
| Revestimiento de la pieza inferior con Cerakote | H-140, blanco brillante | $1.07 | *$0.63 | $1.69 |
| Conjunto completo | - | - | - | $10.92 |
*A juzgar por el precio de taller de 75 $/h de un aplicador certificado, este precio se puede reducir drásticamente utilizando la plataforma de aplicación robótica de Cerakote. La Fuse 1+ 30W puede producir 36 unidades de este conjunto de mando de realidad virtual (36 piezas superiores y 36 piezas inferiores) en 24 horas y 27 minutos, lo que permite producir más de 200 piezas en una única semana.
Aplicaciones para las piezas impresas en 3D revestidas con Cerakote
La demanda de piezas impresas en 3D no deja de crecer y Cerakote expande todavía más el número de sectores y aplicaciones en las que la fabricación aditiva puede tener un impacto significativo. En aplicaciones en las que una pieza de plástico impresa en 3D puede resultar menos cara de fabricar, pero menos resistente para la aplicación, aplicar el Cerakote puede mejorar el módulo de tracción. La tolerancia al calor y la resistencia química amplían todavía más el espectro.
Fabricación automovilística
Los fabricantes automovilísticos ya han empezado a incorporar la impresión 3D en sus procesos de trabajo, para aligerar piezas que tradicionalmente se han mecanizado, proteger las cadenas de suministro, ofrecer personalización y reducir costes con guías, fijaciones y piezas de reparación económicas y de fabricación rápida.
Ahora, con una impresión 3D sencilla y un proceso de trabajo con Cerakote, las piezas pueden soportar temperaturas más elevadas y una mayor exposición a la radiación UV, lo que hace posible una gama más amplia de aplicaciones de uso final. Independientemente de si están pensadas para coches de lujo únicos o para prototipos funcionales, las piezas impresas en 3D con Cerakote se pueden utilizar en motores y en exteriores.
Las piezas revestidas con Cerakote son más capaces de soportar temperaturas elevadas y una exposición prolongada a la radiación UV, lo que los hace ideales para aplicaciones automovilísticas, particularmente en los casos en los que un peso ligero mejora el rendimiento general del vehículo.
Utillaje y fijaciones
Su carácter autolubricante y su alta resistencia a la temperatura convierten a las piezas revestidas con Cerakote en una elección excelente para el moldeo por inyección, el conformado de chapa, el termoformado u otras aplicaciones para utillaje. La resistencia añadida de las piezas impresas en 3D revestidas con Cerakote mejora la durabilidad de las fijaciones y las sujeciones con guía, para que puedas recurrir una y otra vez a tus accesorios para la fabricación.
Molde de inyección impreso en la impresora SLA Form 3+ de Formlabs y revestido posteriormente con Cerakote. Fabricado por Alba Enterprises y utilizado en la máquina de moldeo por microinyección de Babyplast.
Productos de consumo
Los colores duraderos y brillantes del Cerakote hacen que sea una potente opción de acabado para los productos de consumo de uso final. La impresión 3D da acceso a las posibilidades de la personalización en masa y ahora Cerakote lo lleva un paso más allá con la capacidad de crear productos de uso final estables frente a la radiación UV, resistentes y duraderos, con todas las características atractivas de las piezas moldeadas por inyección producidas en masa.
Empieza a revestir con Cerakote las piezas impresas en 3D
Si está interesado en saber más sobre Cerakote y cómo puede aplicarse a piezas aditivadas, póngase en contacto con nuestros expertos.
También puedes programar una visita a las salas de exposiciones de Formlabs o Cerakote, en Somerville (Massachusetts) o White City (Oregón), respectivamente.
