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Guía completa de Cerakote: Un recubrimiento cerámico para las piezas impresas en 3D mediante SLA y SLS
07 noviembre 2022
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Los recubrimientos cerámicos aportan ventajas tanto estéticas como de rendimiento a una amplia gama de materiales. Su resistencia inherente a los productos químicos y a la temperatura hace que las piezas con recubrimiento cerámico sean ideales para una amplia gama de industrias, como la automovilística y la aeroespacial, donde los entornos extremos pueden dañar las piezas, así como los productos de consumo, donde una superficie superior es muy importante.
Este artículo explica cómo recubrir piezas impresas en 3D por estereolitografía (SLA) y sinterizado selectivo por láser (SLS) mediante el proceso Cerakote, un recubrimiento cerámico desarrollado por NIC Industries.
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Cómo crear piezas impresas en 3D de alto rendimiento con recubrimientos cerámicos avanzados
Vea el seminario web para descubrir cómo la aplicación de los recubrimientos cerámicos Cerakote puede mejorar el rendimiento de sus piezas impresas en 3D.
¿Qué es el Cerakote?
Cerakote es un recubrimiento cerámico fino de alto rendimiento desarrollado por NIC Industries que proporciona numerosas ventajas mecánicas y estéticas.
Ventajas del recubrimiento cerámico
Cerakote tiene excelentes propiedades de resistencia a la temperatura, a los productos químicos y a los rayos UV. Estas propiedades le permiten crear piezas impresas en 3D capaces de soportar entornos adversos durante largos periodos de tiempo. El cerakote puede aplicarse en espesores que oscilan entre 0,00635 y 0,0254 mm, por lo que su impacto en la precisión dimensional de una pieza es mínimo. En el caso de las piezas de un conjunto funcional, un recubrimiento grueso podría alterar las delicadas tolerancias y crear fricción. Las piezas Cerakoted tienen un recubrimiento predecible y muy fino, lo que permite que los conjuntos funcionales funcionen sin problemas.
La fina aplicación y la adherencia fuerte y duradera de Cerakote también pueden añadirse a los beneficios estéticos de Cerakotear una pieza. Cerakote está disponible en una amplia gama de tonalidades que permiten obtener componentes de uso final únicos en el color de su elección. Cerakote puede conseguir un color sólido completamente opaco, desde el blanco brillante al negro oscuro, todo ello sin capa base ni imprimación. Este recubrimiento de una sola capa es una opción única para crear piezas SLA y SLS de colores con un recubrimiento de una sola aplicación.
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Recubrimiento cerámico para piezas impresas SLA 3D con Cerakote
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Cerakote y las piezas impresas en 3D
Tradicionalmente, la mayoría de las piezas recubiertas con Cerakote son de metal, pero con la creciente adopción de la impresión 3D en entornos exigentes, los plásticos recubiertos con Cerakote están emergiendo como opciones más rápidas y menos costosas en comparación con las piezas de metal. La resistencia al calor y la resistencia química de las piezas recubiertas con Cerakote son cualidades que impactan especialmente en las piezas impresas en 3D. Las piezas impresas en 3D con plástico son sensibles a la exposición a los rayos UV y pueden degradarse con el tiempo, especialmente en aplicaciones al aire libre. Con una única capa, el Cerakote puede proteger completamente las piezas de una mayor exposición, permitiendo aprovechar la libertad de diseño de las piezas impresas en 3D para aplicaciones que antes eran inalcanzables debido a su entorno hostil, como las de los sectores de automoción y equipamiento deportivo, en las que las piezas están expuestas a los elementos. El Cerakote también puede sellar y suavizar la porosidad de la superficie, mejorando materiales ya resistentes como el nylon impreso en 3D mediante SLS, al tiempo que mejora su estética, resistencia química y resistencia al calor.
La combinación de Cerakote y las tecnologías de impresión 3D abre nuevas oportunidades a través de la libertad de diseño y personalización que permiten. Las piezas de metal fabricadas tradicionalmente pueden ofrecer estabilidad UV, pero carecen de la libertad de diseño de la fabricación aditiva. La impresión 3D ofrece flexibilidad de diseño y capacidad de personalización, pero carece de la resistencia de las técnicas de fabricación tradicionales. Juntas, estas dos tecnologías abren más oportunidades para que ingenieros, diseñadores y fabricantes creen piezas resistentes, atractivas y duraderas bajo demanda o en pequeñas cantidades, lo que respalda un sistema de fabricación más sostenible.
Un engranaje giratorio impreso en SLS, sin recubrimiento (izquierda) y con recubrimiento Cerakote (derecha). Cerakote es un material ideal para estos engranajes, que requieren un montaje sin fricción y contacto con otras piezas, así como la capacidad de resistir el desgaste y el deterioro.
Cómo aplicar el Cerakote
La impresión 3D Multi Jet Fusion es un proceso de fabricación aditiva por sinterizado de polvo que produce piezas similares al SLS, utilizando un proceso ligeramente diferente. Para formar las piezas, la impresora dispensa un agente aglutinante líquido desde muchas boquillas pequeñas sobre el lecho de polvo, llevando los polvos a un estado semisólido antes de terminar el proceso con calor. A continuación, la fuente de calor infrarroja cura la forma transversal semisólida antes de depositar otra capa de polvo y repetir el proceso. El proceso fue inventado en 2016 por Hewlett Packard (HP), y sigue patentado bajo esa marca.
Para los interesados en llevar el proceso Cerakote a su empresa, NIC Industries vende paquetes del equipo recomendado para diferentes flujos de trabajo y a diferentes precios. El gasto más importante es la cabina de pulverización necesaria y, para los que estén pensando en los recubrimientos Serie H y Elite, un horno de poscurado adicional. Para aquellos que deseen producir piezas con Cerakote en grandes volúmenes, NIC Industries tiene una plataforma robótica versátil que puede desbloquear un mayor rendimiento sobre una base diaria.
El robot Cerakote de SMI Finishers en Amesbury, MA, recubre las piezas de forma uniforme y rápida, lo que permite aumentar la productividad.
Cuando se aplica Cerakote en tus instalaciones, una vez que se ha adquirido el equipo necesario y se han realizado las pruebas pertinentes, es un proceso sencillo aplicar el recubrimiento con una pistola de pulverización HVLP. Se pueden crear plantillas, accesorios y máscaras impresas en 3D para garantizar que las geometrías complejas puedan manipularse y tratarse de forma que se garantice un recubrimiento completo, uniforme y satisfactorio.
Guía rápida para la aplicación de Cerakote
- Prepare la superficie de la pieza granallado con óxido de aluminio de granulometría 100 o arena granate a 40 PSI.
- Nota: El chorreado con microesferas de vidrio no es suficiente, ya que las microesferas de vidrio no graban suficientemente la superficie de la pieza y el recubrimiento no se adhiere.
- Limpie la pieza con un limpiador, como Prep ALL, para eliminar aceites y contaminantes.
- Coloque las piezas de modo que puedan manipularse y girarse fácilmente para conseguir un recubrimiento uniforme.
- Mezcle el recubrimiento.
- Si se desea un recubrimiento de alto brillo, mezcle el producto Catalizador recomendado con el propio recubrimiento antes de la aplicación.
- Una vez catalizado, filtre la mezcla de recubrimiento a través de una malla de 100, 150 o 325, según las instrucciones de la serie de recubrimiento.
- Pulverizar el recubrimiento con aerógrafo;
- Poscurado
- Para las piezas de las series H y Elite, poscurarlas durante dos horas a 82 °C.
- Para las piezas de la serie C, déjelas secar al aire durante cinco días.
Máscara impresa en 3D para aplicar Cerakote
El enmascarado, el proceso de cubrir partes de una pieza durante un proceso de pintura o acabado, requiere mucho tiempo y trabajo. Para las empresas que han integrado un robot Cerakote en su flujo de trabajo, enmascarar manualmente las piezas con cinta se ha convertido en un cuello de botella para su volumen de producción. Las máscaras impresas en 3D pueden utilizarse una y otra vez, y diseñarse específicamente para cada pieza, de modo que colocarlas y retirarlas sólo lleva unos segundos. Con la impresión 3D, el enmascarado ya no tiene por qué ser un cuello de botella para grandes volúmenes de piezas Cerakoted. Las máscaras impresas tanto en SLA como en SLS se diseñan de forma sencilla, se imprimen en masa y se pueden retirar fácilmente una vez finalizado el proceso de acabado.
Pruebas de piezas recubiertas con Cerakote
La eficacia del proceso de recubrimiento y el rendimiento de la pieza acabada dependen de la adherencia entre el recubrimiento y la pieza. Las pruebas químicas diversas son otra forma de garantizar una adhesión adecuada y de asegurarse de que la combinación del sustrato y el recubrimiento dados puede soportar los entornos exigentes. Estos entornos pueden incluir componentes de motores de automoción, donde sustancias corrosivas como el diésel pueden degradar la calidad de la pieza, tanto metálica como de plástico. NIC Industries ha realizado muchas de estas pruebas por sí misma, y los usuarios deberían consultar los resultados antes de explorar sus propias pruebas.
Para acceder a los resultados completos de las pruebas, descargue hoy mismo el informe técnico de Cerakote.
Coste de crear piezas SLS impresas en 3D y recubiertas de Cerakote
La combinación de piezas impresas en SLS 3D y recubrimiento cerámico de alto rendimiento, es una solución ideal para aplicaciones finales, exigentes estéticamente y mecánicamente, ya que ofrece una alternativa rentable al moldeo por inyección para la producción de bajo volumen y la personalización en masa.
Utilizando la pieza de muestra impresa en impresoras 3D SLS de la serie Fuse de Formlabs y recubierta por Cerakote, echaremos un vistazo al coste de los materiales y la mano de obra para crear bienes de consumo finales recubiertos por Cerakote para la producción de bajo volume.
Este mando de realidad virtual impreso en 3D combina las propiedades de ligereza y durabilidad de la impresión 3D SLS con los colores vivos, la resistencia a los rayos UV y la mayor estabilidad de los materiales de las piezas con recubrimiento cerámico. Se imprime en dos partes y se recubre con dos colores distintos.
| MATERIAL | COSTE DEL MATERIAL | COSTE MANO DE OBRA | COSTE POR PIEZA | |
|---|---|---|---|---|
| Impresión en el Fuse 1+ 30W | Polvo Nylon 12 | 3,75€ (ajustado al polvo perdido) | 0,67€ | 0,89€ |
| Recubrimiento con cerakote de la parte superior | H-175 Azul Celeste | 2,47€ | 0,53€ | 0,53€ |
| Recubrimiento con cerakote de la parte inferior | H-140 Blanco Brillante | 6,51€ | 0,89€ | 1,41€ |
| Montaje compelto | - | - | - | 9,14€ |
*Basado en una tarifa de taller de 75 €/hora para un aplicador certificado, este precio puede reducirse drásticamente mediante el uso de la plataforma de aplicación robotizada de Cerakote. El Fuse 1+ 30W puede producir 36 unidades de este conjunto remoto VR (36 piezas superiores y 36 inferiores) en 24 horas y 27 minutos, permitiendo la producción de más de 200 piezas en una sola semana.
Aplicaciones de las piezas impresas en 3D y recubiertas de Cerakote
La necesidad de piezas impresas en 3D no hace más que crecer, y el recubrimiento con cerakote amplía aún más el número de industrias y aplicaciones en las que la fabricación aditiva puede tener un impacto significativo. En aplicaciones en las que una pieza de plástico impresa en 3D podría ser menos costosa de fabricar, pero no lo suficientemente resistente para la aplicación, el recubrimiento de Cerakote puede mejorar el módulo de tracción. La tolerancia al calor y la resistencia química amplían aún más el espectro.
Utilizando la pieza de muestra impresa en impresoras 3D SLS de la serie Fuse de Formlabs y recubierta por Cerakote, echaremos un vistazo al coste de los materiales y la mano de obra para crear bienes de consumo finales recubiertos por Cerakote para la producción de bajo volume.
Fabricación automovilística
Los fabricantes de automóviles ya han empezado a incorporar la impresión 3D a sus flujos de trabajo para aligerar las piezas mecanizadas tradicionalmente, aislar las cadenas de suministro, ofrecer personalización y reducir costes con plantillas, accesorios y piezas de reparación baratos y rápidos de fabricar.
Ahora, con un flujo de trabajo sencillo de impresión 3D y recubrimiento cerámico, las piezas pueden soportar temperaturas más elevadas y una mayor exposición a los rayos UV, lo que hace posible una mayor variedad de aplicaciones de uso final. Tanto si se trata de coches de lujo únicos hechos a medida como de prototipos funcionales, las piezas impresas en 3D con Cerakoted pueden utilizarse en motores y exteriores.
Las piezas con recubrimiento cerámico resisten mejor las altas temperaturas y la exposición prolongada a los rayos UV, lo que las hace ideales para aplicaciones de automoción, especialmente cuando la ligereza mejora el rendimiento general del vehículo.
Herramientas y utillajes
Molde de inyección impreso en la impresora Formlabs Form 3+ SLA y recubierto con Cerakote. Fabricado por Alba Enterprises, y utilizado en la microinyectora Babyplast.
Productos de consumo.
Los colores resistentes y brillantes de Cerakote lo convierten en una potente opción de acabado para productos de consumo finales. La impresión 3D ha desbloqueado las posibilidades de personalización masiva, y ahora Cerakote va un paso más allá con la capacidad de crear productos de uso final estables a los rayos UV, robustos y de larga duración, con todas las atractivas características de las piezas moldeadas por inyección producidas en serie.
