Similitudes entre Impresión 3D y Máquinas CNC

En el mundo de la manufactura las impresoras 3D son relativamente nuevas y no se consideran máquinas CNC. Pero al igual que los equipos CNC tradicionales, la mayoría se ejecutan desde programas de código G. Estos programas se crean con la ayuda de un sistema CAM, aunque en términos de impresión 3D se denomina programa de corte.

El presidente de CNC Concepts, Mike Lynch, explica las similitudes entre las máquinas CNC y las impresoras 3D. “El programa de código G de estas impresoras mueve primero la boquilla calentada a su altura inicial por encima del lecho y extruye un fino hilo de material para cualquier parte del modelo que aparezca en la primera capa. Luego mueve la boquilla hacia arriba y hace lo mismo para la siguiente capa y repite este procedimiento para todo el modelo a imprimir. La disposición de los ejes de las impresoras 3D es similar a un centro de mecanizado vertical CNC cuando se ve desde el frente: X - izquierda/derecha, Y - hacia adelante/atrás y Z arriba/abajo”.

Lynch continúa explicando que las máquinas CNC, como las fresadoras y los tornos, utilizan múltiples herramientas de corte para mecanizar una pieza de trabajo. Los tipos de operaciones de mecanizado realizados son numerosos y variados e incluyen el mecanizado de orificios, fresado, torneado, desbaste y roscado, entre otros. Esto exige mucho del sistema CAM utilizado para crear el programa de código G y del programador que lo usa. Este programador debe comprender las prácticas de mecanizado básicas necesarias para desarrollar un orden de mecanizado viable y para poder seleccionar métodos de sujeción, herramientas de corte y condiciones de corte.

Por su parte, la mayoría de las impresoras 3D son máquinas de un solo propósito. Si bien pueden tener la capacidad de trabajar con múltiples materiales y colores de filamentos, el software de corte que crea el código G hace la mayor parte del trabajo. Una vez que se crea un modelo 3D, y si está orientado de manera apropiada, el software de división creará el programa de código G basado en algunos parámetros de impresión relativamente simples. Las decisiones de la práctica de mecanizado son reemplazadas en gran medida por decisiones de modelado 3D. Si se puede diseñar un modelo/pieza de trabajo en un sistema CAD 3D, probablemente se puede imprimir en una impresora 3D.

Lynch afirma que, aunque hay excepciones, los tiempos de ejecución del programa para el corte de metal de las aplicaciones CNC suelen ser relativamente cortos, a menudo de menos de una hora, y muchos ciclos de CNC se completan en minutos o segundos. Por el contrario, no sucede igual de rápido en una impresora 3D e incluso los modelos pequeños pueden tardar más de una hora en imprimirse, y los modelos más grandes mucho más (no es extraño que una impresión en 3D tome la mayor parte del día).

Las precisiones realizadas por las máquinas de corte de metal a menudo se miden en micras o diez milésimas de pulgada. Lynch dice que, desde su experiencia, parece que las mejores tolerancias que las impresoras FFF 3D pueden mantener consistentemente está en el rango de 100 micras (0.004 pulgadas), incluso cuando se compensa la contracción del material durante el enfriamiento.

De acuerdo con Lynch, al igual que las máquinas CNC de corte de metal pueden mecanizar una variedad de materiales, las impresoras FFF 3D pueden crear modelos a partir de una variedad de filamentos de plástico. Incluso las impresoras 3D para aficionados pueden trabajar con PLA, ABS y nailon, entre muchos otros materiales. Por supuesto, la tecnología de impresión 3D no está limitada al plástico. Las máquinas directas de sinterización láser de metal (DMLS), por ejemplo, pueden imprimir una variedad de materiales metálicos, como acero, acero inoxidable, aluminio, Inconel y titanio.

Lynch explica que la transferencia de programas para impresoras 3D se realiza comúnmente con tarjetas SD o unidades de memoria flash. A diferencia de la mayoría de las máquinas CNC, que requieren que los programas residan en la memoria del CNC antes de que puedan ejecutarse, la mayoría de las impresoras 3D ejecutan el programa de código G directamente desde el dispositivo de memoria externo. Ello elimina la posibilidad de modificar el programa de código G en la impresora, pero esto es en gran medida un punto discutible ya que los programas de corte G para impresoras 3D se crean fácilmente mediante el programa de corte. Por todas estas similitudes, Mike Lynch concluye que al personal de los talleres metalmecánicos versados en equipos CNC les quedaría muy fácil adaptarse a la impresión 3D, pues pueden aplicar gran parte de lo que ya saben a esta nueva tecnología.