Formlabs se enorgullece de presentar la Silicone 40A Resin, el primer material de impresión 3D accesible de silicona pura. Es posible gracias a nuestra tecnología con patente en trámite Pure Silicone Technology™, que combina las propiedades sobresalientes de la silicona fundida como material con las ventajas de la impresión 3D.
Aunque las opciones de impresión 3D elastomérica están muy difundidas, el número de soluciones que ofrezcan hoy en día impresión 3D de silicona pura con propiedades avanzadas es limitado, debido a los costes elevados o a los desafíos técnicos. Formlabs ha inventado la Pure Silicone Technology™, una tecnología con patente en trámite que se basa en el ecosistema de estereolitografía (SLA) de Formlabs para producir in situ piezas 100 % de silicona en cuestión de horas.
Las piezas de Silicone 40A Resin, con su dureza Shore de 40A, su alargamiento de rotura del 230 % y su resistencia al desgarro de 12 KN/m, son ideales para aplicaciones que requieren una flexibilidad y durabilidad capaces de soportar repetidamente esfuerzos de estiramiento, flexión o compresión. Las piezas hechas con la Silicone 40A Resin tienen una resiliencia de rebote del 34 %, una excelente resistencia química y térmica (-25 °C a 125 °C) y pueden tener detalles precisos (con tamaños tan pequeños como 0,3 mm) y formas complejas que son difíciles de obtener con métodos de fabricación tradicionales.
Las piezas de Silicone 40A Resin son ideales para las siguientes aplicaciones:
- Las fases de prototipado rápido, ensayos de fase beta y validación del ciclo de desarrollo de productos de consumo, componentes automovilísticos y equipamiento industrial elásticos como conectores, anillas, accionadores, teclados y pulseras de reloj.
- Fabricación rentable de bajo volumen o fabricación personalizada de piezas de uso final en interiores, como sellos y juntas.
- Accesorios de fabricación y herramientas a medida, duraderas y de alta calidad, como moldes de fundición flexibles, sujeciones con guía, fijaciones y utillaje de enmascaramiento.
- Componentes de productos médicos, prótesis adaptadas a los pacientes y aplicaciones de audiología.
- Piezas con geometrías complejas que son difíciles de fabricar con métodos tradicionales.
¿Por qué imprimir en 3D con silicona?
Presentación de la Silicone 40A Resin
En este seminario web, nuestros expertos en impresión 3D explican las ventajas clave y las aplicaciones de la Silicone 40A Resin, presentando las propiedades de esta resina y su proceso de trabajo.
Fabricación rápida y sencilla de piezas de silicona pura
Gracias a sus propiedades de flexibilidad, durabilidad y compresión, así como por su resistencia química y térmica, las piezas de silicona se usan en un amplio abanico de aplicaciones y sectores: sellos y juntas de la fabricación automovilística, accionadores y fuelles de robótica, productos de consumo como dispositivos ponibles, auriculares, herramientas de cocina y más.
La fabricación en masa de piezas de silicona resulta rentable y eficiente mediante el moldeo por inyección, el moldeo por compresión o procesos de extrusión. Sin embargo, estos procesos requieren utillaje caro, maquinaria y, con frecuencia, la experiencia de un contratista especializado en el diseño y la fabricación de esa herramienta.
La impresión 3D de silicona hace posible una amplia gama de aplicaciones, desde el prototipado rápido a la fabricación de bajo volumen de piezas de uso final.
Para los ingenieros, los diseñadores y los fabricantes que quieren producir piezas de silicona pura en bajas cantidades (1-1000 piezas), el coste y el tiempo que requiere fabricar una herramienta es un obstáculo. Es posible fabricar en volúmenes bajos con procesos de bajo coste como la fundición de silicona, pero hacerlo requiere mucho trabajo manual, mucho tiempo, es difícil de reproducir a la perfección y las piezas tienen limitaciones de diseño o de geometría. Imprimir en 3D con materiales elastoméricos también es una alternativa rápida y barata, pero las propiedades de esos materiales a menudo son inferiores a las de la silicona. Aunque algunos fabricantes de impresoras 3D ofrecen materiales de silicona pura para imprimir en 3D directamente piezas de silicona, estos sistemas cuestan más de 100 000 €.
Ahora, con la Silicone 40A Resin, ya no hay que hacer concesiones en cuanto a precio, calidad y velocidad. Quien posea una impresora 3D SLA de Formlabs tiene la capacidad de imprimir en 3D directamente piezas de silicona pura de alta calidad con rapidez, evitando el engorro de la fundición y los costes elevados del utillaje.
"Antes, hacía falta formación especial y más de 10 horas de trabajo para crear un accionador de silicona fundida, y aun así la calidad de las piezas fundidas no era uniforme. Con la Silicone 40A Resin, ahora podemos hacer piezas de silicona de alta calidad con un comportamiento parecido al de las piezas fundidas. Eso ayudará a agilizar considerablemente los ensayos de diseño para fabricar prótesis de dedos".
Rui Li, profesor adjunto del programa de Ingeniería General de la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York
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Accede a nuevas aplicaciones y procesos de trabajo
La impresión 3D de silicona pura ha estado fuera del alcance de muchas empresas que no pueden permitirse impresoras 3D de silicona tradicionales caras. Con la plataforma accesible de Formlabs, estas empresas y personas ahora pueden crear piezas de uso final de calidad con un material que resulte familiar a los fabricantes y a los consumidores. Este nuevo proceso de trabajo devuelve el control a los fabricantes que antes dependían de externalizar las piezas de silicona y aumenta la productividad de los equipos de prototipado de las grandes empresas.
Prototipado rápido
Cubierta blanda de silicona para proteger del agua, el polvo y los escombros el cilindro que acciona el embrague de un vehículo. Dado que la Silicone 40A Resin ofrece una resistencia química y térmica excelente, componentes internos como estos se pueden usar como piezas de uso final para aplicaciones automovilísticas.
Imprimir en 3D con la Silicone 40A Resin acorta la cronología de desarrollo de productos al ofrecer un método con el que imprimir en 3D rápidamente múltiples iteraciones de componentes blandos y flexibles y someterlas a ensayos funcionales el mismo día, sin que haga falta depender de un contratista externo para el utillaje o realizar una fundición de silicona con mucho trabajo manual. Para las aplicaciones de alto rendimiento, como los productos de consumo, los componentes automovilísticos y aeroespaciales o el diseño para robótica, la capacidad de imprimir en 3D y someter a ensayos funcionales piezas como dispositivos ponibles, pinzas, accionadores y juntas puede ayudar a los equipos a optimizar sus diseños y pasar por las fases de beta y validación mucho más rápido.
Someter a ensayo productos y componentes que se comportan exactamente igual que las piezas que se acabarán moldeando en silicona crea seguridad y confianza en el proceso de desarrollo. Evitar las situaciones en las que hay que rediseñar el producto y en las que el utillaje se queda obsoleto puede ahorrar miles de euros, mejorar la credibilidad de un producto y ayudar a las empresas a aprovechar las oportunidades que brinda el mercado.
Accesorios para la fabricación y utillaje (moldes de silicona impresos directamente)
Para un centro de fabricación bullicioso, poder producir de forma rápida y rentable accesorios para la fabricación como fijaciones flexibles o herramientas de enmascaramiento y utillaje rápido in situ puede ahorrar miles de euros al día al evitar los tiempos de inactividad y optimizar el proceso de trabajo.
Las piezas de silicona con frecuencia se utilizan para aplicaciones de amortiguación y compresión, lo que las hace ideales para accesorios para la fabricación que necesitan prolongar la vida útil de la maquinaria o proteger los componentes de la fricción. La resistencia química de la Silicone 40A Resin también la convierte en una buena elección para herramientas de enmascaramiento en las que hacen falta piezas que sean inertes frente a diferentes tipos de productos químicos.
Ya que a menudo los accesorios para la fabricación no son algo planificado, la Silicone 40A Resin y la Form 3+ ofrecen un modo rápido y asequible de crearlos bajo demanda. Las piezas de recambio blandas pueden tardar semanas en hacerse con los métodos de fabricación tradicionales, pero imprimir en 3D piezas in situ puede hacer que tu equipamiento vuelva a estar en funcionamiento en un día.
Las cualidades de la silicona y la flexibilidad geométrica de la impresión 3D hacen que la impresión 3D de silicona también sea ideal para crear utillaje bajo demanda. Para la fundición de uretano, epoxi, resina, cera, yeso u otros materiales que requieran un molde flexible y reutilizable, la impresión 3D con la Silicone 40A Resin es una forma rápida, limpia y eficiente de producir el resultado final con un molde de silicona impreso en 3D, flexible y reutilizable.
Fabricación de bajo volumen o personalizada
Hasta ahora, personalizar productos de silicona había estado fuera del alcance de los fabricantes de productos de consumo, ya que el elevado coste del utillaje inhibe su capacidad de producir series cortas o líneas de productos únicas. Para los fabricantes de productos y dispositivos sanitarios, la Silicone 40A Resin puede dar acceso a nuevas aplicaciones de audiología, prótesis adaptadas a los pacientes y medicina personalizada.
Con la silicona pura impresa directamente en 3D, especialmente cuando se combina con el carácter escalable de la Form 3+, los fabricantes ahora pueden ofrecer productos de silicona personalizados como dispositivos ponibles, asas y más, por un coste menor del que requeriría moldearlos de forma tradicional. Por un precio muy inferior al del utillaje de fabricación para diferentes líneas de productos de silicona, los fabricantes ahora pueden imprimir piezas de silicona pura con un parque de impresoras Form 3+, respondiendo a la demanda de productos personalizados.
3D Printing Pure Silicone: Applications and User Cases
In this webinar, Formlabs’ Product team will discuss the applications of Silicone 40A Resin with experts from the automotive industry.
Casos de estudio
FINIS prototipa gafas de natación
Finis utilizó juntas y botones de silicona impresos en 3D para crear prototipos funcionales de sus nuevas gafas inteligentes.
FINIS, Inc. es conocida por desarrollar productos de vanguardia que se han ganado la confianza de nadadores de todos los niveles de habilidad gracias a su calidad y su rendimiento excepcionales. Esta empresa con sede en California está dedicada a realizar avances continuamente en los innovadores productos que ofrece, estando muy atenta a los cambios en los requisitos de los nadadores y entrenadores.
Anteriormente, fundían sus piezas de silicona, lo que requería mucho trabajo manual y largos tiempos de espera. Ahora, al disponer de las impresoras 3D de resina Form 3+ y la nueva Silicone 40A Resin, imprimieron en 3D juntas para gafas de natación con una calidad similar a la de las de uso final en solo ocho horas y por un coste reducido, lo que disminuye considerablemente el gasto habitual de más de mil euros y la cronología de tres semanas asociada con la externalización. Las juntas de silicona impresas en 3D pasaron por rigurosas evaluaciones de estanqueidad en una piscina, ayudando al equipo a acortar su programa de desarrollo de productos
Prototipado de juntas para gafas de natación
| Tiempo de espera | Coste | |
|---|---|---|
| Fundición de uretano | 2-3 semanas | 1220 € por un juego de dos juntas |
| Impresión 3D con la Silicone 40A Resin | 8 horas | 10 € por cada junta |
"[Con la fundición de silicona y la externalización], haría falta un mes o así para fabricar la herramienta. [Con la Silicone 40A Resin] se me puede ocurrir una idea distinta, hago la modificación necesaria y la imprimo por la noche. Al día siguiente puedo llegar, sacar la impresión, limpiarla y probarla en la piscina inmediatamente. De modo que lo que antes llevaba semanas ahora puedo hacerlo en horas, y yo creo que esa es la verdadera ventaja".
David Beittel, diseñador sénior de FINIS, Inc.
Dorman Products prueba piezas automovilísticas más rápido con juntas impresas en 3D
Dorman Products es un fabricante centenario de piezas para el mercado de posventa de vehículos tanto ligeros como pesados, que ha recurrido a la impresión 3D para acelerar sus tiempos de producción y aumentar la calidad. Se valen de sus doce impresoras 3D, repartidas entre dos sedes, como ayuda para poder seguir el ritmo de la aparición constante de nuevas versiones y modelos lanzados por los fabricantes originales del equipo.
Juntas impresas en 3D a medida por Dorman Products con la Silicone 40A Resin.
La empresa tiene un amplio entorno de ensayo en sus instalaciones donde valida los nuevos diseños. Para sus componentes para ensayos de presión, necesitan poder sellar ciertas aberturas y caras. Pero no siempre cuentan con una geometría de acoplamiento que les permite sellar todas las piezas, por lo que el equipo se le tienen que ocurrir ideas creativas, que en la mayoría de las ocasiones desembocan en la creación de juntas y fijaciones hechas a medida para sus necesidades.
Antes, medían los componentes en su laboratorio, hacían que les fabricaran troqueles de metal y cortaban sus juntas hechas a medida con los troqueles en una prensa de husillo. "Era como cortar galletas a partir de una lámina de masa. Muy poco eficiente en cuanto al material y al tiempo que nuestros técnicos de laboratorio invertían en ello", dijo el director de fabricación aditiva de Dorman, Chris Allebach.
Pasar a imprimir en 3D permite al equipo reducir drásticamente los tiempos de espera y los costes, sobre todo si se tiene en cuenta la gran cantidad de componentes nuevos. "Imprimimos cientos de juntas personalizadas para nuestros ensayos con cuerpos de mariposa para vehículos, con el fin de sellar ambos extremos del cuerpo de mariposa y después realizar ensayos de flujo con él", dijo Allebach.
Aunque la Elastic 50A Resin de Formlabs es un material de silicona que a veces es adecuado para esto, la nueva Silicone 40A Resin expande el abanico de aplicaciones posibles.
Juntas para ensayos de validación
| Tiempo de espera | Coste | |
|---|---|---|
| Corte de láminas de silicona con troqueles de metal mecanizados | 2 semanas por juego | 250 € por juego |
| Impresión 3D SLA con la Silicone 40A Resin | 3 horas por juego | 12 € por juego |
"Poder hacer juntas personalizadas que se van a probar en un horno de envejecimiento térmico, sellarlas en un entorno que imite las condiciones del compartimento del motor durante el ensayo o poder realizar las pruebas bajo aire, agua, refrigerante, aceite, cualquier cosa con la que la pieza vaya a entrar en contacto durante su uso real... eso es un gran logro, sobre todo para nosotros".
Chris Allebach, director de fabricación aditiva de Dorman Products
HGM Automotive valida la Silicone 40A Resin para sellos de conectores de uso final
Sellos de conectores de HGM Automotive Electronics impresos en 3D con la Silicone 40A Resin.
HGM Automotive Electronics es un fabricante especializado en unidades de control de transmisión que diseña y suministra sistemas electrónicos de vanguardia para su uso en el mercado automovilístico de posventa.
Recurrieron a la impresión 3D para realizar prototipado y producción de bajo volumen porque es la mejor opción para fabricar piezas bajo demanda e in situ. Sin embargo, es una industria con normas en las que se deben seguir requisitos específicos como el índice de protección contra la penetración (IP) y la resistencia química, por lo que la elección del material es muy importante.
Realizaron ensayos químicos y mecánicos rigurosos con los que demostraron que las piezas impresas con la Silicone 40A Resin tienen propiedades mecánicas y una resistencia química excelentes, parecidas a las de las siliconas que utilizaban anteriormente. Tras seis semanas de ciclos térmicos en un compartimento de motor en condiciones de funcionamiento normales y otros ensayos de exposición a líquidos químicos, las piezas de Silicone 40A Resin impresas en 3D han quedado cualificadas para su uso como piezas automovilísticas de uso final.
| Método comparado | Ventajas de la impresión 3D con la Silicone 40A Resin |
|---|---|
| Externalización del moldeo por inyección | Reducción en un 90 % de los tiempos de espera Reducción en un 98 % de los costes |
| Fundición de silicona vertible | Se logró realizar una geometría difícil y compleja con una resolución que hacía posible plasmar detalles precisos Reducción del trabajo manual, el riesgo de errores y el tiempo de espera Repetible y escalable de 1 a 1000 unidades de producción |
"La Silicone 40A Resin me da la flexibilidad de hacer diseños que antes solo se podían hacer con un proceso de moldeo caro y lento, lo que nos permite explorar nuevos mercados y fabricar productos que antes habrían resultado prohibitivamente caros o complicados. Otras soluciones de impresión 3D pueden imprimir algunos tipos de materiales elásticos, pero solo la impresora SLA de Formlabs con la Silicone 40A Resin puede crear sellos de conectores blandos que igualen la calidad y la durabilidad de una pieza moldeada con silicona o TPU".
Guy Cardwell, director de investigación y desarrollo de HGM Automotive Electronics
Compara los materiales elastoméricos de Formlabs
La Elastic 50A Resin es un material elastomérico blando y transparente con base acrílica, ideal para el prototipado rápido.
La Silicone 40A Resin es nuestro primer material de silicona pura. Con una dureza Shore de 40A, es ideal para producir piezas blandas y flexibles para un amplio abanico de aplicaciones que va mucho más allá del prototipado. Las piezas impresas con la Silicone 40A Resin son resistentes a los productos químicos, tienen estabilidad térmica y pueden soportar repetidamente ciclos de flexión, desgaste y desgarro.
| Ventajas | Ideal para | |
|---|---|---|
| Silicone 40A Resin | Durabilidad: resistencia al desgarro de 12 kN/m, alargamiento de rotura del 230 %, fatiga de flexión Ross de más de 500 000 ciclos Estiramiento: resiliencia de rebote del 34 %, temperatura de transición vítrea de -107 °C Estabilidad térmica de -25 °C a 125 °C Resistencia química Dureza Shore más blanda, de 40A | Prototipos funcionales y ensayos internos Piezas de fase beta, de validación y previas a la producción Fabricación de bajo volumen de piezas de uso final Guías y fijaciones Moldes blandos |
| Elastic 50A Resin | Precio más reducido Transparencia Más dura: dureza Shore de 50A | Prototipos de prueba de concepto Prototipos estéticos Prototipos funcionales |
Además de estos materiales blandos, Formlabs también ofrece materiales elastoméricos más duros, como la Flexible 80A Resin para prototipos flexibles con propiedades similares a las de la goma, el poliuretano listo para la producción Rebound Resin y el TPU 90A Powder para la impresión 3D SLS de prototipos funcionales o piezas de uso final resistentes en la serie Fuse.
Proceso de trabajo sencillo y buena imprimibilidad
El proceso de trabajo para imprimir y posacabar piezas impresas con la Silicone 40A Resin es fácil y directo, y solo es ligeramente diferente al proceso de trabajo normal con las impresoras 3D SLA de Formlabs. Visita nuestra página de asistencia sobre el Uso de la Silicone 40A Resin para conocer los detalles.
La Silicone 40A Resin ofrece una libertad de diseño sin precedentes para los materiales de impresión 3D flexibles. Sin embargo, al igual que con cualquier otro material de impresión elastomérico, hay una serie de directrices de diseño que seguir. Visita nuestra página de asistencia para saber más acerca de la imprimibilidad y las recomendaciones de diseño, del uso de estructuras de soporte retirables para que las superficies queden libres de irregularidades y de algunas técnicas de acabado adicionales para mejorar el acabado de la superficie.
*La imprimibilidad de la resina es increíble. No me imaginaba que un material así de blando fuera capaz de imprimir detalles precisos tan bien. Intentamos imprimir piezas que nunca fabricaríamos con un material de dureza Shore 40A. Son piezas que siempre habríamos moldeado por inyección. Por eso, llevamos los niveles de imprimibilidad a puntos completamente desproporcionados. Yo no me podía creer la calidad de las geometrías pequeñas de las piezas que imprimimos. A todos nos dejó boquiabiertos el tacto del material y su capacidad de rebote".
Chris Allebach, director de fabricación aditiva de Dorman Products
Empieza a imprimir en 3D con silicona pura
Las plataformas de SLA Form 3+ y Form 3B+ ofrecen a las pequeñas, medianas y grandes empresas oportunidades de acceder a la impresión 3D de alta resolución a precios asequibles (y por lo tanto, escalables). Con sus más de 45 materiales diferentes desarrollados específicamente para optimizar distintos procesos de trabajo, las impresoras de Formlabs están dando acceso a la posibilidad de imprimir piezas en 3D directamente en un amplio abanico de sectores y aplicaciones. Con la incorporación de la Silicone 40A Resin, estas impresoras 3D tan versátiles se acaban de convertir en las primeras impresoras 3D de silicona pura verdaderamente accesibles en el mercado, y el nuevo material demuestra nuestro compromiso con desarrollar continuamente materiales que abran la puerta a nuevos usos.
Con la Silicone 40A Resin, ahora puedes imprimir en 3D directamente juntas, sellos, pinzas, accionadores, amortiguadores, dispositivos de tecnología ponible y más. Al evitar los largos tiempos de espera y los costes elevados del utillaje y al saltarse el proceso secundario de fundición de silicona, las empresas pueden realizar iteraciones de forma más exhaustiva y con más margen de maniobra, además de llegar más rápido al mercado.
Si necesitas más información sobre las propiedades de los materiales o quieres probar la pieza por tu cuenta, contacta con nuestro equipo de ventas o solicita una muestra gratuita de silicona impresa en 3D.
