Una introducción al poscurado de impresiones 3D por estereolitografía (SLA) | Formlabs

Añadir el poscurado a tu  proceso de impresión 3D por estereolitografía (SLA)  ayuda a aprovechar al máximo tus piezas, mejorando su resistencia y rendimiento.

En esta publicación, hablaremos de la ciencia del poscurado, para darte una comprensión básica de los ingredientes esenciales para transformar las propiedades mecánicas de las piezas. También describiremos una serie de métodos de poscurado, desde simplemente usar la luz solar a invertir en una cámara de poscurado diseñada para materiales concretos.

¿Por qué debería realizar un poscurado?

Cuando finaliza la impresión de una pieza por estereolitografía, esta permanece en la base de impresión "sin poscurar". Esto significa que, aunque la pieza ha alcanzado su forma final, la reacción de polimerización aún no se ha completado y la pieza todavía no se han alcanzado las máximas propiedades mecánicas. Mediante la exposición a una combinación de dos factores importantes, la luz y el calor, el poscurado da acceso a las mejores propiedades de los materiales.

Las propiedades de los materiales, como su módulo, se mejoran poscurando las piezas impresas. Cada tipo de resina de Formlabs requiere ajustes de poscurado únicos. Los datos que se muestran aquí provienen de ensayos de Formlabs y se presentan con un fin ilustrativo. Si necesitas más información, consulta la ficha técnica oficial de Formlabs con los ensayos de ASTM y permanece atento para obtener acceso a un libro blanco exhaustivo y fichas técnicas actualizadas para la Form Cure, nuestra solución de poscurado para las impresoras 3D SLA de Formlabs.

Infórmate sobre las propiedades mecánicas clave que determinan el comportamiento de un material y su importancia para aplicaciones específicas.

Muchas resinas de Formlabs requieren poscurado. Después del poscurado, las resinas para ingeniería alcanzan sus mejores propiedades funcionales y nuestra Castable Resin V2original tiene un quemado limpio. El poscurado es totalmente obligatorio para usar materiales biocompatibles como algunas de nuestras resinas para odontología.

Las resinas estándar no requieren poscurado, pero realizarlo aumenta la resistencia y la estabilidad de las piezas. Además, las piezas poscuradas suelen quedar menos pegajosas, lo que facilita lijarlas y pintarlas.

La ciencia del poscurado

Sabemos que el poscurado mejora las propiedades de los materiales, pero ¿cómo?

Básicamente, la exposición a la luz de activa la formación de enlaces químicos adicionales en un pieza impresa, lo que hace el material más resistente y más rígido.

La unidad de poscurado de Formlabs, la  Form Cure, usa luz de 405 nm, mientras que otros muchos dispositivos de curado utilizan luz UV (con longitudes de onda entre 10 nm y 400 nm). Incluso la luz solar poscura las piezas, aunque su exposición y eficacia dependen del clima.

Algunas cámaras de poscurado también utilizan calor. El calor acelera el proceso y hace posible una formación de enlaces aún más completa, con lo que se produce un aumento de las propiedades de los materiales que es imposible de obtener únicamente con la luz.

Profundicemos un poco en este asunto.

Una visión a escala molecular

Dentro de todas las resinas de Formlabs hay una red continua de diversos tipos de cadenas poliméricas (monómeros y oligómeros). Las misma resina es una macromolécula con una gran cantidad de entrecruzamientos. Si escogiéramos un punto cualquiera en una pieza impresa y nos acercáramos hasta ver las moléculas, podríamos seguir la cadena de polímeros hasta cualquier otro punto de la pieza.

Aunque la resina impresa es una molécula continua, sigue habiendo algunos grupos reactivos abiertos que pueden entrecruzar aún más la red polimérica.

Al formarse más entrecruzamientos, las propiedades del material, como el módulo y la resistencia a la rotura por tracción, mejoran. El objetivo del poscurado es conectar tantos de esos grupos sin reaccionar como sea posible para llevar a una pieza hasta las máximas propiedades de sus materiales.

Usa este gráfico interactivo para comparar las propiedades de los materiales en las resinas para ingeniería de Formlabs.

Paso 1: Calor:

Un poscurado óptimo comienza con calor. El aumento de temperatura incrementa la energía, y por lo tanto la movilidad, de la red polimérica. Esto da a los grupos reactivos una mayor probabilidad de encontrarse y crear más conexiones.

El poscurado lleva a su máxima expresión a las propiedades de los materiales en las piezas impresas en 3D por SLA, mediante una combinación precisa de temperatura y luz. La Form Cure hace girar además las piezas para asegurar una exposición uniforme.

Cuando la molécula alcanza la temperatura óptima, los grupos reactivos se mueven tan cerca los unos de los otros que pueden tocarse. Entonces, la luz entra en acción.

Paso 2: Luz

Este es el paso en el que se produce la magia. Los fotones de la luz activan los fotoiniciadores que quedan y generan un radical, que provoca que se formen enlaces entre los grupos reactivos cercanos, que quedan entrecruzados permanentemente.

Con cada nuevo entrecruzamiento, la red polimérica queda más unida, y las propiedades de los materiales mejoran.

A medida que se forman más entrecruzamientos en la resina, la red se hace ligeramente más densa, con lo que se produce una cierta contracción de toda la pieza. Se trata de algo normal en el caso de piezas producidas con una impresora 3D de resina. PreForm, el software de preparación de impresiones gratuito de Formlabs, compensa automáticamente el grado de contracción para asegurar que las piezas poscuradas ofrezcan una buena precisión dimensional en comparación con los diseños originales asistidos por ordenador (CAD). Esta calibración precisa es especialmente importante para los materiales para odontología que requieren tolerancias escasas.

Elección de un método de poscurado

Existen muchos métodos de poscurado, desde simplemente curar con luz (luz solar natural, secadores de uñas con luz UV, dispositivos de curado caseros, etc.) hasta usar tanto luz como calor (como la misma Form Cure de Formlabs).

Para ayudarte a determinar cuál es la mejor opción de poscurado para ti, ten en cuenta lo siguiente:

Los materiales utilizados: Para cada formulación de resina hay una gama de longitudes de onda concreta que es la que mejor funciona para maximizar sus propiedades mecánicas. En el caso de los materiales de Formlabs, nuestra recomendación es adquirir una unidad que use luz de 405 nm, ya que las resinas de Formlabs se han diseñado específicamente para usarse con las impresoras de Formlabs, que emplean láseres de 405 nm en el proceso de impresión 3D.

Descarga nuestro libro blanco para vez cómo las propiedades mecánicas de las piezas impresas con las resinas de Formlabs cambian con el poscurado.

Las aplicaciones previstas: Para aplicaciones que requieren una precisión dimensional óptima, es importante elegir una unidad adaptada a los materiales que vayas a usar. Sus aplicaciones incluyen la creación de prototipos de productos que necesitan tolerancias reducidas o aplicaciones odontológicas que se basan en un ajuste preciso (como guías quirúrgicas o modelos de coronas y puentes). Para aplicaciones en las que la precisión es menos importante, a menudo bastan soluciones de curado más sencillas.

El tamaño y la complejidad de las piezas: Para piezas pequeñas, un secador de uñas con luz UV de bajo coste puede ser una herramienta de poscurado eficaz. Para piezas más grandes y complejas, asegúrate de considerar máquinas que proporcionen una exposición uniforme (mediante una disposición de las luces bien equilibrada, una plataforma giratoria, etc.) para garantizar un curado uniforme.

Las propiedades de los materiales también pueden variar en función de la geometría de la pieza, la orientación y los ajustes de impresión.

La velocidad: El calor acelera y optimiza el proceso de poscurado. Si la eficiencia es crucial, considera elegir una unidad que use tanto luz como calor.

Un poscurado diseñado para las impresoras 3D SLA de Formlabs

Nuestra meta al desarrollar una solución de poscurado para nuestros usuarios era simplificar y optimizar el poscurado de los materiales de Formlabs.

Hemos llevado a cabo ensayos exhaustivos para determinar cuál es la tecnología más eficaz, hemos desarrollado configuraciones únicas óptimas para cada resina y hemos diseñado un proceso intuitivo y automático para conseguir un poscurado sin trabas.

El resultado es la Form Cure, un solución de poscurado profesional fiable diseñada para ayudar a nuestros usuarios a aprovechar al máximo sus impresoras 3D SLA de Formlabs.

Más información sobre la Form Cure

Visita nuestra página de asistencia para ver recomendaciones de ajustes actualizadas para la Form Cure.