Por Albert Gracia | En joyería las impresoras 3D pueden usarse para imprimir distintos tipos de piezas: modelos conceptuales, modelos para hacer cauchos donde inyectar cera, piedras sintéticas, accesorios cerámicos, piezas para fundición directa… No obstante esta última es la aplicación más habitual con diferencia, por lo que nos centraremos en adelante en ella.
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Existen diferentes tecnologías de impresión 3D que se utilizan en joyería, los dos grandes grupos de ellas son los siguientes:
- Sistemas estereolitográficos (SLA, DLP y LCD). El sistema SLA en concreto es el primer sistema de impresión 3D que apareció en el mercado (data de finales de los años 80), y utiliza un láser UV para fotopolimerizar selectivamente resina fotosensible líquida, generando las piezas impresas de forma estratificada (cada a capa). Las variantes posteriores han sustituido el láser UV por un proyector DLP (sistema DLP) o por una pantalla LCD (sistema LCD), pero las características fundamentales siguen siendo las mismas:
- Trabajan con resina fotosensible
- Utilizan soportes tipo columna para unificar las partes no auto-soportadas
- Son sistemas de construcción rápidos
- Son sistemas ópticos complejos pero estables, y por tanto no requieren mucho servicio técnico
- Son tecnologías que aparte de en joyería se utilizan en dental, audiología, miniaturas, hobby… lo que hace que tengan un mercado muy amplio
- Sistemas de inyección 3D en cera. La primera máquina de inyección de cera data de principios de los años 90, y movía en XY dos inyectores de impresión que depositaban selectivamente dos tipos de cera de forma estratificada (capa a capa), generando por un lado las piezas impresas (cera de construcción) y por el otro rellenando las partes no auto-soportadas con cera soluble (cera de soporte). Posteriormente han salido máquinas con varios inyectores en batería que solo se desplazan en X o que se mantienen estáticos, desplazándose la bandeja de construcción (como la nueva FLASHFORGE WAXJET por sistema MULTI-JET), lo que hace que en este caso algunas características fundamentales sí hayan variado:
- Trabajan con cera
- Utilizan como soporte una cera soluble
- Las primeras máquinas eran muy lentas, ahora hay máquinas muy rápidas
- Son sistemas mecánicos complejos. Las primeras máquinas requerían bastante servicio técnico al ser muy delicadas, las nuevas máquinas MULTI-JET son mucho más estables y requieren mucho menos servicio técnico
- Son tecnologías que prácticamente solo se utilizan en joyería, para microfusión, así que su mercado es más pequeño y exclusivamente profesional
En resumen cuando hemos de comprar una impresora 3D la primera pregunta es y ha sido desde el principio la misma, ¿CERA O RESINA?
Lógicamente las primeras impresoras 3D que se vendieron en joyería trabajaban con RESINA, ya que no habían salido al mercado las máquinas de CERA. Como la resina daba muchos problemas de fundición la mayor parte de joyeros que trabajaban con esas máquinas se decantaban por hacer moldes de silicona bicomponente con los modelos, inyectándolos después con inyectores de cera convencionales.
Hay que comentar que en aquél momento las fresadoras CNC que trabajaban CERA eran la opción mayoritaria de los joyeros para hacer modelos, a pesar de sus limitaciones para hacer piezas con interiores o con geometrías complejas.
El problema fundamental de las resinas es que no licuan y cuesta mucho quemarlas, ya que para eliminarlas hay que carbonizarlas y eso genera mucho residuo dentro del árbol, lo que se manifiesta en mala textura y porosidad en las piezas de metal.
Pero no es el único, otro es que como las resinas son de naturaleza higroscópica (absorben humedad) si no se tiene mucho cuidado pueden expandir al calentarse en el cilindro y romper el yeso, otro es que no se funden con la cera y es complicado fijarlas de forma firme al árbol, otro es que al quemar generan humos especialmente tóxicos…
Otra problemática de los sistemas que trabajan con resinas (estereolitográficos) es operativo, ya que tanto la creación de los soportes tipo columna, si queremos que no nos estropeen el diseño, como el tedioso proceso de retirarlosdespués de la impresión consumen mucho tiempo de trabajo manual.
Por esas razones cuando salió la primera impresora 3D que construía las piezas en cera real y con soporte soluble (mucho más fácil y rápido de eliminar) las máquinas de resina quedaron relegadas en el sector, a pesar de ser mucho más rápidas y requerir menos servicio técnico.
No obstante recientemente las máquinas que imprimen en resina se han extendido mucho en el sector, alterando de ese modo la tendencia mayoritaria de escoger CERA en vez de RESINA que ha habido desde que se empezó a introducir la tecnología 3D en Joyería: primero con el auge de las fresadoras CNC y después con las máquinas de inyección 3D en cera.
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Hay dos razones que explican ese cambio en la preferencia mayoritaria de los joyeros:
- Vencidas las patentes han comenzado a salir muchas máquinas y novedades en estas tecnologías multisectoriales (estereolitográficas), surgiendo máquinas mucho más económicas
- La expansión de estas tecnologías ha promovido que se haya investigado mucho en materiales, habiendo salido resinas que funden mucho mejor que antes (como la nueva BLUECAST X-ONE) y productos auxiliares que ayudan a obtener mejores resultados en la microfusión (como el revestimiento CERTUS OPTIMA)
Sin embargo lo cierto es que problemática del material sigue siendo una característica inherente al sistema, y la diferencia a fundir directamente cera es enorme sobretodo cuando se trata de piezas con planos, con bajo-relieves o simplemente un poco voluminosas y por tanto con bastante resina que eliminar
Aparte de las dos que siempre ha habido:
- Menor necesidad y coste de servicio técnico
- Mayor rapidez de producción que el sistema de inyección 3D clásico
Pero las nuevas máquinas con sistema MULTI-JET que están saliendo al mercado pueden hacer que la situación se revierta de nuevo y la CERA vuelva a imponerse a la RESINA, ya que tanto la rapidez como el servicio técnico no son ya limitaciones del sistema, y si bien los precios de estas máquinas siguen siendo elevados la producción que realizan permite una amortización rápida.
Es cierto que un pequeño joyero no adquirirá una máquina MULTI-JET como la FLASHFORGE WAXJET porque su producción no la amortizaría, este tipo de máquinas están pensadas para fabricantes, empresas que hacen el servicio de impresión o fundidores al público.
Sin embargo sí parece lógico que ese joyero en vez de imprimir unas piezas en resina para fundirlas con un engorroso proceso especial o entregárselas al fundidor para que las funda lo mejor que pueda, utilice su impresora de resina solo para ayudarse en el diseño y envíe el archivo para que le hagan las copias que necesita en cera o, si no tiene equipo de microfusión, para que se las entreguen directamenteen metal.
De hecho si un joyero no tiene equipo de microfusión, ¿Cuál es la ventaja de entregar al fundidor resinas en vez de directamente el archivo? Yo no veo ninguna y en cambio las desventajas son evidentes:
- La resina no funde tan bien como la cera, y el coste de una cera impresa por sistema MULTI-JET es muy razonable
- Igualmente dependerá de un tercero, así que no habrá ahorro de tiempo
- Se puede ahorrar el trabajo de preparar soportes, imprimir, limpiar y en su caso curar las resinas, así como de retirar el soporte
- La responsabilidad de los resultados de fundición no recae en ningún caso en él, sino en los que desempeñan los servicios contratados
Soy consciente de que esta reflexión puede parecer que va contra-corriente y que la tendencia actual es que cada joyero tenga su propia impresora 3D de resina y haga sus propias piezas, sea fundiéndolas después él mismo o enviándoselas al fundidor con el que trabaja.
Pero si nos fijamos en otros países con más producción de joyería como Italia o Turquía ese proceso ya se está revirtiendo, y si bien es cierto que todos los joyeros tienen su impresora 3D de resina, ésta se utiliza principalmente como apoyo al diseño y la producción de ceras la externalizan, a menos claro que su producción justifique la compra de una máquina MULTI-JET.
Al fin y al cabo la historia ya nos ha enseñado que los avances tecnológicos acaban cambiando nuestras preferencias y en consecuencia, nuestro sistema de trabajo.
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