El diseño 3D es uno de los principales retos al momento de masificar la impresión 3D, pero ¿por qué?

Al momento de fabricar una pieza en manufactura aditiva que ha sido pensada para fabricarse en otro método, puede resultar en la fabricación de una pieza de baja resistencia, altos costos o calidad no deseada, derivado a que como en cualquier tecnología de manufactura, al diseñar, debes tomar en cuenta el método que usarás para fabricar.

Optimizar tus piezas en impresión 3D desde el diseño 3D te permite fabricar piezas muy rápido y a bajo costo, convirtiéndose en una opción sumamente competitiva comparada con otro tipo de tecnologías en el mercado industrial, sin embargo es importante conocer algunas técnicas o conocimientos base sobre el diseño 3D optimizado para Manufactura aditiva. 

Hoy esperamos que al compartirte algunas de ellas, cada vez sean más personas las que conozcan las ventajas de hacer uso de ellas.

Consideraciones a tener en diseño 3D

En Manufactura Aditiva hay múltiples tecnologías con funcionamiento y materiales propios, este es un factor a tomar en cuenta en el momento de diseñar una pieza para impresión 3D.

Es importante antes de diseñar elegir qué tecnología o material serán ideales para mi proyecto o pieza. Esto es derivado que al definir la funcionalidad esperada, podremos elegir la tecnología y el material, lo que generará algunas restricciones o requerimientos mínimos para fabricar la pieza.

Al tomar en cuenta esas restricciones o condiciones de la tecnología y el material podremos optimizar el diseño 3D para asegurar la funcionalidad de nuestra pieza. 

Y si, cualquier pieza diseñada en 3D, puede ser fabricada en una impresora 3D, pero es importante que para garantizar la máxima funcionalidad, tomen en consideración estas limitantes o restricciones, como por ejemplo grosores mínimos, solidez, tamaño de la cama de impresión, deformaciones térmicas al momento de fabricar y más. 

Pero lo más importante de todo, cualquier pieza que fabriques, debe ser una pieza sólida, que al ser diseñada en 3D no sean sólo superficies, si no que sean figuras sólidas.

En palabras prácticas, no puedes imprimir un globo ya que la pared del globo no tiene la solidez o grosor suficiente para ser fabricado. Necesitas que exista algo dentro del globo (relleno sólido) para poderlo fabricar.

¿En qué softwares puedo diseñar una pieza para impresión 3D?

Existen múltiples softwares para diseño 3D, que se especializan en la creación de modelos 3D exportables a un archivo compatible con una impresora 3D. Sin importar el tipo de extensión que genere el software (archivo nativo), al exportar en formatos universales como .stl o .stp, cualquier impresora 3D los puede reconocer y fabricar.

Para obtener impresiones de calidad, es importante usar los archivos nativos para no perder detalles en la conversión. 

Algunos ejemplos de softwares que puedes utilizar son:

  • Solidworks
  • Autodesk Inventor
  • Siemens NX
  • Catia
  • Blender
  • Rhino 3D

Hay muchas opciones de software 3D en el mercado, lo importante es que sin importar lo costoso, barato, complejo o sencillo que sea el software, si se especializa en diseño 3D puedes fabricar una pieza en impresión 3D.

Ventajas de diseñar para impresión 3D

De manera general, al fabricar en impresión 3D tu controlas desde el diseño, lo que esperas recibir al final.

Te compartimos un gráfico que muestra la comparativa de diseñar piezas en métodos de manufactura tradicional (DpM) y en Manufactura Aditiva (DpMA), nota la reducción de pasos y de limitantes al diseñar para impresión 3D, ya que desde que diseñas y tomas en cuenta el método de manufactura, tan solo diseñas y fabricas, mientras que en métodos tradicionales debes de hacer muchos ajustes de prueba y error.

Optimización de diseños para impresión 3D

Otra característica especial al diseñar para 3D, es que puedes deshacerte de material que no sirve o aporta funcionalidad en la pieza, pero que en métodos tradicionales, debes usar porque de esa forma simplificas su manufactura.

La técnica de optimizar un modelo para imprimir en 3D, se le llama diseño generativo u optimización topológica, y lo que hace es añadir o retirar material en zonas específicas de la pieza, que permitan, sin comprometer las especificaciones del diseño de la pieza, mejorar la funcionalidad, el peso y resistencia de la pieza. 

En la optimización de la pieza mediante diseño 3D, tienes la libertad de crear geometrías complejas, reducir peso y sobre todo eficientar el tiempo y costo de producción.

Tal como lo puedes observar en la siguiente foto, donde una pieza que lleva dos ductos internos, tradicionalmente se hace perforando los ductos a un bloque sólido. En Aditiva, puedes crear una forma más ligera, sin perder la funcionalidad. 

Otra ventaja del diseño para aditiva, es que puedes generar una reducción de ensambles, es decir, un sistema que era fabricado en varias partes y luego ensamblado, se puede hacer en una sola pieza, lo que reduce costos de ensamblaje y tiempos de desarrollo drásticamente.

Observa el siguiente ejemplo, donde se pasa de 5 a 1 solo componente, sin perder funcionalidad e incluso, mejorando su peso y forma. 

¿Qué softwares me permiten optimizar diseños 3D?

El tema de la optimización geométrica lo podemos lograr a través de softwares especializados en este proceso, tal es el caso de los siguientes, por mencionar algunos:

  • Autodesk Fusion 360
  • nTopology
  • Materialise Magics

Algunos otros softwares de diseño nativo (Solid Works, Fusion, etc) integran módulos de optimización para impresión 3D o Manufactura Aditiva y es una oferta que aumenta año con año con el desarrollo de más tecnología en este campo. 

Uso de slicers

Una vez que tenemos el modelo 3D y nos encaminamos a fabricar la pieza, es necesario introducir este archivo a un software denominado slicers, ¿qué significa esto?

El software prepara el archivo para ser fabricado en la impresora 3D, es decir, «corta» el diseño 3D en capas y programa la secuencia de las mismas.

Hay algunos softwares genéricos para este proceso, sin embargo muchas impresoras 3D que ya tienen integrados sus propios softwares, que logran la calidad requerida en dicha máquina. Es importante resaltar que cada impresora 3D y cada tecnología tiene sus propias características de slicer.

Guía de diseño 3D

Como te mencionamos anteriormente, es importante tener claro la tecnología de impresión 3D que se utilizará para diseñar tu pieza en 3D, ya que cada una tiene requerimientos mínimos para asegurar la fabricación exitosa de tus proyectos.

Es por ello que te queremos compartir una guía de diseño 3D, con datos que te serán muy útiles al momento de diseñar tus próximas piezas y que te permitirán conocer las limitantes de cada tecnología.

Descarga la Guía de Diseño 3D aquí y contáctanos en caso de que tengas algún proyecto que quieras revisar para su fabricación y optimización en Manufactura Aditiva.

Estamos seguros que la impresión 3D puede impactar positivamente en tu empresa y tus procesos.

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