Estudi de possibles alternatives per a retirar l’estructura de suport d’una peça impresa mitjançant una impressora 3D de tecnologia Polyjet d’Stratasys

Abstract

Aquest projecte neix de la problemàtica existent al netejar l'estructura de suport necessària per la creació d'una peça o d'un prototip mitjançant una impressora 3D de tecnologia Polyjet de la marca Stratasys, i té com a objectiu la realització d'un estudi experimental sobre possibles mètodes alternatius per a la seva eliminació. La metodologia tradicional consisteix en l'aplicació manual d'aigua a pressió directament sobre la peça, causant problemes com la necessitat d'un operador durant tot el procés o la ruptura de peces delicades a causa de la gran força a la que les seves superfícies estan sotmeses. A més, realitzar una neteja completa i eliminar tot el suport present al finalitzar l'impressió és una tasca laboriosa que normalment sol requerir d'un conjunt de postprocessos lents i llargs, especialment en casos de petits forats o de l'assemblatge de varies peces impreses per separat. La tecnologia Polyjet d'Stratasys és una tecnologia basada en la creació d'un objecte en tres dimensions a partir de la superposició progressiva de capes en dues dimensions d'un fotopolímer líquid, que solidifica capa a capa al curar-lo amb llum ultraviolada. Aquest estudi s'inicia amb una introducció al món de la fabricació additiva i a les diverses tecnologies que permeten realitzar impressions en tres dimensions, detallant especialment la tecnologia PolyJet en que està basat. Posteriorment és realitza una caracterització química de l'estructura de suport i de diversos materials de construcció de la gamma Rigid Opaque, materials d'utilització més comuna en aquest tipus d'impressió. Amb els resultats obtinguts es detallen els possibles tractaments a realitzar, intentant optimitzar el procés en aspectes d'eficàcia, duració i automatització. El procés experimental està basat en la realització progressiva de diversos assajos amb unes peces de proba dissenyades especialment per aquest fi, de material VeroWhitePlus RGD835, en les quals es mesura inicialment l'eficàcia del tractament transcorregudes tres hores des del seu inici i un posterior anàlisi a les quaranta-vuit hores per comprovar la no afectació del tractament al material de construcció de la peça. Al finalitzar el procés experimental s'arriba a un tractament definitiu basat en la utilització d'una mescla formada per hidròxid de sodi dissolt en aigua destil·lada i un alcohol anomenat polietilenglicol, així com la utilització d'ultrasons i uns filtratges progressius de la mescla per eliminar l'estructura de suport que es va desprenent de la peça. Amb aquest tractament es procedeix a realitzar un estudi sobre peces definitives i funcionals, així com un estudi de compatibilitat amb altres materials de la gamma Rigid Opaque per augmentar la seva futura utilitat. Finalment es realitza un estudi sobre l'impacte mediambiental d'aquest tractament definitiu i un anàlisi econòmic del projecte.