Binder Jetting o Inyección Aglutinante
Hay una variedad de tecnologías de fabricación aditiva en la industria actual, cada una dirigida a diferentes materiales e industrias, esta vez discutiremos la tecnología Binder Jetting, también conocida como Inyección Aglutinante, que puede utilizar materiales cerámicos, metales y más recientemente, la fabricación de polímeros plásticos. La tecnología Binder Jetting pertenece a la familia tecnologías de fusión de polvo (Powder bed fusion technologies) como la tecnología SLS o DMSL. Específicamente, la experiencia en materiales cerámicos comenzó como un proyecto en el MIT en 1993 y fue adquirida por Z Corporation dos años después, adquiriendo todos los derechos de la tecnología. Años más tarde, la empresa pasó a formar parte de la industria 3D Systems. En cuanto a la tecnología de inyección aglutinante metálico, fue desarrollada en 1996 por la empresa estadounidense ExOne.
¿Qué es la impresión 3D Binder Jetting?
El proceso de impresión de esta tecnología consiste principalmente en la pulverización de un aglutinante líquido sobre un lecho de polvo que luego se solidifica en sección transversal. Los materiales que curan debido a los aglutinantes suelen ser partículas de yeso, arena, cerámica, metales y polímeros.
Para comenzar a imprimir, se requieren los mismos preparativos que con cualquier tecnología 3D. Diseñar los objetos/piezas en un software CAD que envía información sobre las capas horizontales del objeto a la impresora.
Impresión
Por cada capa, la impresora extiende polvo de metal sobre el área de fabricación e inyecta un agente aglutinante con mucha precisión para solidificar partículas de polvo sueltas y definir la geometría de la pieza. Capa a capa, se depositan polvo de metal y aglutinante hasta que el volumen total está lleno de piezas solidificadas, rodeadas de polvo suelto.
Limpieza
Una vez que un trabajo de impresión ha finalizado, la cuba de impresión se transporta a la estación de limpieza para la eliminación del polvo, con la ayuda de un sistema de aspiración y de una pistola manual de aire comprimido. El polvo suelto retirado es recuperado a través de un sistema de reciclaje integrado que tamiza el polvo automáticamente y lo deja listo para usar en la siguiente impresión.
Sinterizado
Dependiendo del material en el que estemos imprimiendo, ya sea cerámica o metal, se requiere un paso adicional. En el caso de la inyección de aglutinantes metálicos, la pieza debe ser sinterizada o infiltrada en un paso adicional, normalmente bronce como aleación de metal ligero. En el caso de un modelo de cerámica, también es necesario recubrirlo añadiendo acrílico, lo que aumentará la fuerza del color y la resistencia mecánica de la pieza.
Las piezas limpias son situadas en bandejas en un horno de alta producción, para su sinterizado por lotes. Mediante una conexión de gas externa y alcanzando temperaturas de hasta 1,400 grados centígrados, el horno es capaz de ofrecer un sinterizado fiable y de calidad.
Materiales utilizados
La tecnología Binder Injection se ha utilizado ampliamente en la impresión 3D de cerámica porque puede trabajar con todos los materiales pertenecientes al campo. Incluso abre la posibilidad de imprimir con arena, el único material que no requiere tratamiento final adicional. En cuanto a los metales, se pueden fabricar varios tipos de aleaciones metálicas como acero inoxidable 316, titanio y otras aleaciones como Inconel 625 o cobre utilizando la tecnología.
La tecnología de binder jetting puede producir piezas metálicas o prototipos de color a un costo menor que el uso de técnicas como DMLS, aunque hay una mayor porosidad en la pieza, lo que puede afectar sus propiedades mecánicas. Esta tecnología es especialmente valorada para el desarrollo de lotes de producción de piezas debido al gran volumen de impresión de la mayoría de las máquinas.