Análisis técnico-económico de las técnicas de postprocesado de piezas impresas en 3D mediante FDM, SLA y SLS

La impresión 3D (fabricación aditiva) se basa en la fabricación mediante la acumulación de capas de material, que provoca un efecto denominado escalonamiento o efecto escalera, que exige su eliminación mediante diferentes técnicas en función de la tecnología de impresión 3D y materiales empleados.
Mediante este proyecto se ha experimentado con las distintas técnicas de postprocesado de impresión 3D que logran un acabado superficial más liso, reduciendo así el escalonamiento. Las tecnologías de fabricación aditiva objeto de estudio son las de FDM, SLA y SLS, cuyos materiales de impresión son los termoplásticos sólidos, las resinas líquidas y los polímeros en polvo, respectivamente.
Los ensayos se han llevado a cabo empleando los recursos disponibles en el laboratorio de fabricación aditiva del ICAI. La metodología que se ha seguido es la siguiente: se ha diseñado un modelo, se han impreso una serie de unidades del modelo, condicionadas a unos parámetros de impresión, en cada una de las tecnologías de estudio, se ha medido la rugosidad media de los modelos, se han aplicado diferentes técnicas de acabado y se han vuelto a tomar medidas de la rugosidad superficial final de los modelos.
A continuación, se han elaborado unos informes que recogen los procedimientos seguidos y las observaciones durante los ensayos. A partir de los datos de la rugosidad, se ha cuantificado la efectividad de cada técnica en cuanto a mejora del acabado y se han comparado entre sí los resultados obtenidos.
Por último, se ha realizado un análisis económico que permita calcular los costes asociados al postprocesado en el ciclo de producción de una pieza impresa en 3D. Se ha analizado la viabilidad de cada técnica y elaborado un modelo de cálculo de costes de postprocesado.

3D Printing (additive manufacturing) is based in the fabrication by lawer accumulation of material, wich generates an effect called staggering or stairs effect. This effect needs to be removed by different techniques, depending on the technology and materials used.
Along this proyect, experimentation has been done with different 3D printing post-processing techniques that achieve a more smooth surface, reducing the staggering. The 3D printing technologies used during the proyect are FDM, SLA and SLS, whoose printing materials are thermoplastics, liquid resins and polymer powder.
The testing has been done using the available material in the additive manufacturing lab of ICAI. The followed methodology has been: design a model, print some units, conditioned to printing parameters, in each technology available, meassure the roughness of the models, apply a technique and meassure the final roughness of the models.
Then, some reports have been prepared that include the procedures followed and the observations during the tests. From the roughness data, the effectiveness of each technique in terms of improving the finish has been quantified and the results obtained have been compared with each other.
Finally, an economic analysis has been carried out to calculate the costs associated with post-processing in the production cycle of a 3D printed piece. The feasibility of each technique has been analyzed and a post-processing cost calculation model has been developed.