Fibra de carbono en impresión 3D
La fabricación 3D utilizando filamento de carbono requiere consideraciones similares a las del compuesto base al que se le añaden las fibras de carbono. Un desafío distintivo es que las fibras pueden atascar las boquillas de las impresoras 3D, por lo que se aconseja optar por boquillas de acero reforzado. Además, un exceso de fibras puede resultar en una pérdida de la calidad superficial de la pieza impresa.
Material
En cuanto a la utilización de la fibra de carbono en la impresión 3D, básicamente hay dos métodos: el uso de filamentos reforzados con fibra de carbono y el refuerzo continuo con fibra de carbono. Los filamentos reforzados son considerablemente más resistentes que los no reforzados. No obstante, para lograr componentes de mayor fortaleza, se puede emplear el método de refuerzo continuo con fibra de carbono. Este proceso requiere dos boquillas, una para el filamento y otra para la fibra de carbono. Al no ser fragmentado, este material mantiene en gran medida su integridad estructural. La impresión 3D con refuerzo continuo de fibra de carbono puede ser tan robusta que incluso podría sustituir al aluminio, con la ventaja de ser más liviana. Algunos productores de impresoras 3D sostienen que este método podría reemplazar a la impresión 3D metálica en ciertos usos, siendo además más económico. Por último, alineando la fibra de carbono con estrategias de diseño para manufactura aditiva, se puede incrementar la resistencia de un componente a la vez que se minimiza el consumo de material.
Fabricantes
Diversos participantes en el sector presentan soluciones tecnológicas para la impresión continua de materiales. Markforged promociona esta técnica como “Fabricación Continua de Filamentos” (CFF), Anisoprint la denomina “Coextrusión de Fibra Compuesta” (CFC). Desktop Metal recientemente introdujo un sistema innovador denominado Fiber, que opera mediante la técnica de colocación micro automatizada de fibra (μAFP). Además, 9TLabs ha desarrollado un sistema complementario para impresoras 3D estándar, conocido como Tecnología de Fusión Aditiva (AFT).
Varias empresas han avanzado en la creación de filamentos de fibra de carbono destinados a usos más especializados. Estos filamentos se basan en polímeros de alta eficiencia como PEEK o PEKK, ofreciendo ventajas en términos de durabilidad y rendimiento mecánico y químico, así como una óptima proporción de resistencia y peso. Es necesario calibrar los parámetros de impresión debido a que estos polímeros requieren extrusoras capaces de alcanzar temperaturas cercanas a los 400°C, además de sistemas con cámaras de ambiente controlado y plataformas de construcción adecuadas. Entre los productores de filamentos de carbono se encuentran Roboze, 3DXTech, ColorFabb, Markforged, Kimya, Intamsys, Zortrax, entre otros.
