Binder Jetting

La técnica de impresión 3D binder jetting consiste en la deposición de un agente aglutinante adhesivo sobre finas capas de material en polvo. Los materiales en polvo son de base cerámica (por ejemplo, vidrio o yeso) o metálica (por ejemplo, acero inoxidable).

Durante el proceso de impresión 3D binder jetting, el cabezal de impresión 3D se mueve sobre la plataforma de construcción depositando gotas de aglutinante, imprimiendo cada capa de forma similar a las impresoras 2D que imprimen tinta sobre papel. Cuando se completa una capa, el lecho de polvo se desplaza hacia abajo y la impresora extiende una nueva capa de polvo sobre el área de construcción. El proceso continúa capa a capa hasta que se completan todas las piezas. Después de la impresión, las piezas se encuentran en un estado verde, o inacabado, y requieren un proceso posterior adicional antes de estar listas para su uso. A menudo, el operario añade una sustancia de infiltración para mejorar las propiedades mecánicas de las piezas. La sustancia de infiltración suele ser un adhesivo de cianoacrilato (en el caso de la cerámica) o de bronce (en el caso de los metales). Otra estrategia consiste en introducir la pieza en un horno en estado verde para conseguir una sinterización de los granos de materia. Curiosamente, el término impresión 3D se refería originalmente a un proceso que depositaba un material aglutinante sobre un lecho de polvo con unos cabezales similares a los de las impresoras de tinta, capa por capa.

El proceso de impresión 3D por binder jetting engloba varias técnicas perfeccionadas por diferentes fabricantes. Siendo la más famosa para el público en general:

ColorJet Printing (CPJ) de 3D Systems. ColorJet Printing es una marca comercial de la empresa ZCorp, ahora una empresa de 3D Systems. Las impresiones 3D de ColorJet Printing son totalmente coloreadas. Las piezas finales se asemejan a la piedra arenisca y presentan una superficie algo porosa. El material de la piedra arenisca se colorea mediante inyección de tinta y se pega durante el proceso de impresión 3D. Al final de la impresión 3D, es necesaria una infiltración para solidificar y pegar la pieza. Hay cientos de miles de colores disponibles, casi todo el espectro CMYK. Las impresiones finales no están destinadas a aplicaciones funcionales, ya que siguen siendo porosas y deben mantenerse alejadas de la humedad para evitar su decoloración.

Binder jetting y materiales

El proceso de impresión 3D por binder jetting puede funcionar con diversos materiales, como metales, arenas y cerámicas. Algunos materiales, como la arena, no requieren ningún proceso adicional.

El binder jetting es excelente para aplicaciones que requieren una buena estética y forma, como modelos arquitectónicos, envases, juguetes y figuras. Por lo general, no es adecuado para aplicaciones funcionales debido a la naturaleza frágil de las piezas.

En comparación con las técnicas de impresión 3D de fusión de lecho de polvo (PBF), el método binder jetting tiene la ventaja de no emplear calor durante el proceso de construcción, lo que evita la creación de tensiones residuales en las piezas.

Las piezas metálicas de binder jetting tienen unas propiedades mecánicas relativamente buenas gracias al proceso de infiltración. Pueden ser un componente funcional y tienen unas propiedades mecánicas relativamente buenas gracias al proceso de infiltración. También son más rentables que las piezas metálicas SLM (Selective Laser Melting) o DMLS (Direct Metal Laser Sintering), pero tienen peores propiedades mecánicas porque los granos de los materiales no se fusionan completamente.

Existen varios tipos de materiales aglutinantes para la impresión 3D, cada uno de ellos adecuado para una aplicación específica. Pueden clasificarse en categorías que incluyen el aglutinante de furano (para aplicaciones de fundición en arena), el aglutinante fenólico (para moldes de arena y núcleos), el aglutinante de silicato (respetuoso con el medio ambiente, para moldes de arena y núcleos) y el aglutinante de base acuosa (para metales).