En los últimos años, la impresión en 3D ha adquirido una importancia creciente y se ha consolidado como una tecnología de fabricación tanto en la industria como en el sector privado. Debido a esto, las exigencias en cuanto a calidad, variedad de materiales y robustez están creciendo en consecuencia. Desde hace años, la empresa de Ratisbona Relyon Plasma GmbH, filial de TDK Electronics, investiga la activación por plasma en la impresión en 3D. Creabis GmbH de Kirchheim, Alemania, es un proveedor de servicios de impresión 3D altamente profesional que utiliza tecnología de plasma y está convencido de ello.
Un gran reto para Creabis GmbH es la impresión en 3D de componentes grandes y complejos, ya que las impresoras 3D convencionales tienen unas dimensiones máximas de 600 mm. Para aprovechar las ventajas de la impresión en 3D para componentes más grandes, se imprimen como piezas individuales y luego se unen entre sí. En la práctica, la predefinición de las geometrías de las juntas con la máxima superficie de adherencia y el propio encolado plantean retos que no deben subestimarse. En particular, la resistencia de la unión es especialmente crítica para uniones largas y estrechas en las que la superficie de unión disponible es mínima.
Esta debilidad de la impresión 3D es a su vez la fuerza de la tecnología de plasma de Relyon Plasma GmbH. Si una superficie se funcionaliza con plasma antes de la adhesión, las uniones resultantes muestran una mejora significativa en la adhesión. Esta funcionalización de la superficie mediante tratamiento con plasma se basa esencialmente en dos efectos: Limpieza fina de la superficie de contaminantes orgánicos y aumento de la energía de la superficie para mejorar la humectabilidad de los adhesivos. El Piezobrush PZ2 —un dispositivo de plasma portátil eficiente y compacto de Relyon Plasma que no requiere conocimientos técnicos especiales ni infraestructuras complejas— es ideal para la preparación de piezas de impresión 3D para su pegado. El núcleo de este dispositivo portátil de plasma es el generador de plasma piezoeléctrico CeraPlas, un dispositivo de descarga de alta tensión para la generación de plasma de presión atmosférica fría.
Dispositivo portátil de plasma Piezobrush PZ2.
Adhesión mejorada mediante la activación por plasma de piezas individuales
Dos aplicaciones de Creabis GmbH destacan el potencial del Piezobrush PZ2 en el procesamiento de piezas impresas en 3D. El acabado interior de las puertas de un innovador vehículo eléctrico de pequeña serie de arranque alemán está impreso por Creabis a partir de PA12 no rellenado mediante sinterización selectiva por láser (SLS) en cuatro partes individuales. Estos son activados con plasma frío y manchados con cianoacrilato (superglue). Aproximadamente una hora más tarde, mientras las piezas todavía están activadas, se unen estructuralmente con adhesivo de dos componentes. Ralf Deuke, propietario de Creabis GmbH, considera que el uso de la tecnología de plasma es muy ventajoso: “El uso del Piezobrush PZ2 abre ahora posibilidades para unir piezas individuales que antes eran impensables”.
De izquierda a derecha: componentes del revestimiento interior de la puerta como piezas individuales, durante la activación por plasma y después de la adhesión.
Este es especialmente el caso del segundo ejemplo de aplicación, en el que el carenado de una motocicleta de competición se realiza a partir de 12 piezas individuales mediante impresión en 3D y se encola después del pretratamiento con el Piezobrush PZ2. Gracias a la fuerza adhesiva conseguida, el carenado instalado en la motocicleta puede soportar velocidades superiores a los 200 km/h. Las pruebas internas revelan que los componentes tratados con tecnología de plasma tienen una unión adhesiva que es tres veces más fuerte que la de las piezas no tratadas.
Carenado de motocicleta impreso en doce partes individuales, tratado con plasma y pegado entre sí.
Tanto Relyon Plasma GmbH como Creabis GmbH están convencidas de que existen muchas más aplicaciones de la tecnología de plasma en la impresión 3D y continuarán intensificando su cooperación en el futuro.
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