Gabinete para impresora 3D

Un gabinete o carcasa para impresora 3D es una carcasa para una impresora 3D que puede mejorar la calidad de impresión y aumentar la seguridad al controlar el entorno alrededor de la impresora. ^{[ 3 ]} La carcasa puede ser una parte separada de la impresora en forma de caja , gabinete , cubierta o tienda , ^{[ 4 ]} o ser una parte integral de la impresora (típicamente en las llamadas impresoras de "cámara cerrada"). Una carcasa puede prevenir la propagación de compuestos orgánicos volátiles y materia particulada , reducir el polvo y los olores , proporcionar aislamiento de vibraciones para reducir las vibraciones ^{[ 5 ]} y aislamiento acústico para reducir el ruido , ^{[ 6 ]} y proteger a los usuarios del contacto con partes móviles o calientes (como el fundidor). ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Los armarios están disponibles como productos ensamblados del mercado de accesorios ^{[ 9 ] [ 1 ]} y kits ^{[ 9 ] [ 6 ]} o completamente hechos en casa ^{[ 4 ] [ 6 ]} (incluidos varios diseños basados ​​en IKEA Lack ^{[ 2 ] [ 10 ]} ), y a menudo cuentan con paneles transparentes (como vidrio acrílico ^{[ 8 ]} o plexiglás ), opciones para conectarse a un sistema de extracción o ventilación al exterior, y a veces opciones para secar ^{[ 11 ]} o almacenar filamento, o almacenar herramientas relacionadas con la impresión 3D. ^{[ 11 ]} También pueden tener un termómetro e higrómetro para el control automático de la temperatura y el control de la ventilación , así como para medir la contaminación del aire ^{[ 12 ]} ( materia particulada y compuestos orgánicos volátiles ).

Las carcasas para impresoras pueden ser útiles para todo tipo de tecnologías de impresión. En el mercado de consumo, son especialmente conocidas para impresoras de resina (SLA) que necesitan protección contra la radiación ultravioleta , y para algunos materiales en impresoras de filamento (FFF) donde la encapsulación es prácticamente indispensable para imprimir filamentos de alta temperatura como el plástico ABS .

En la industria, las cabinas son muy relevantes para las tecnologías de impresión basadas en polvo, como la fusión por chorro múltiple (MJF) y la sinterización selectiva por láser (SLS), entre otras, ya que las pequeñas partículas de polvo pueden ser muy dañinas para las vías respiratorias . Además, se utilizan cabinas específicas en el posprocesamiento para eliminar el polvo de las piezas impresas en 3D mediante aire comprimido. ^{[ 1 ]}

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  El gabinete de una impresora 3D industrial para sinterización de polímeros.
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  Impresora 3D multichorro de fusión Projet 3500 HDMax
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  Gabinete de una impresora de resina

El uso de impresoras de filamento puede tener efectos negativos en la salud y la seguridad debido al polvo y las emisiones nocivas. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Las impresoras de filamento son una fuente importante de compuestos orgánicos volátiles (COV, sustancias que se disuelven fácilmente en el aire) y material particulado (PM, partículas que permanecen suspendidas en el aire durante mucho tiempo). ^{[ 1 ] [ 2 ]} Las impresoras 3D emiten partículas ultrafinas (del orden de 1 a 100 nanómetros ), y las investigaciones han demostrado que estas son lo suficientemente pequeñas como para alojarse profundamente en el sistema respiratorio y ser difíciles de eliminar para el cuerpo. ^{[ 13 ]}

Un estudio midió más de 400 tipos diferentes de COV, varios de los cuales eran irritantes , ^{[ 14 ]} sensibilizantes ^{[ 14 ]} (el primer paso en una reacción alérgica ), inductores de asma ^{[ 14 ]} (provocan el desarrollo del asma), odorantes , ^{[ 14 ]} carcinógenos ^{[ 14 ]} (promueven el desarrollo del cáncer), tóxicos del desarrollo ^{[ 14 ]} (dañan el desarrollo) y tóxicos reproductivos ^{[ 14 ]} (interfieren con la reproducción), que pueden causar inflamación , enfermedades respiratorias , neurotoxicidad y cáncer . ^{[ 14 ]}

Algunos COV específicos que se han medido en la impresión 3D incluyen lactida , ^{[ 14 ]} estireno , ^{[ 14 ]} etilbenceno , ^{[ 14 ]} formaldehído , ^{[ 14 ]} acetaldehído , ^{[ 14 ]} nonanal , ^{[ 14 ]} tetrahidrofurano , ^{[ 14 ]} ciclohexanona , ^{[ 14 ]} butanona , ^{[ 14 ]} crotonaldehído , ^{[ 14 ]} ácido acrílico , ^{[ 14 ]} acrilato de hidroxietilo ^{[ 14 ]} y metacrilato de metilo . ^{[ 14 ]}

La calidad de impresión puede mejorarse o degradarse por la temperatura del gabinete. ^{[ 1 ]} En general, es beneficioso mantener una temperatura constante para evitar la deformación de la pieza de trabajo , prevenir corrientes de aire y mantener el polvo fuera (para que la pieza de trabajo no se desprenda de la superficie de impresión y los cojinetes no se ensucien).

La temperatura debe adaptarse al material y no debe ser ni demasiado alta ni demasiado baja. El plástico PLA generalmente se imprime a temperatura ambiente (por ejemplo, alrededor de 20-30 grados Celsius ^{[ 15 ]} ), mientras que temperaturas demasiado altas pueden causar acumulación de calor (enfriamiento insuficiente del fundidor), obstrucción de las boquillas debido al plástico quemado, formación de hilos, grumos, voladizos, detalles de menor calidad y piezas más débiles. Algunos materiales plásticos requieren temperaturas de cámara más altas (por ejemplo, el plástico ABS requiere una temperatura de cámara constante de alrededor de 60-70 grados Celsius ^{[ 1 ]} ).

Introducir aire frío en una cámara caliente puede ser problemático, ya que crea una corriente de aire frío . ^{[ 16 ]} Si la cámara tiene ventilación, puede ser ventajoso tener aproximadamente la misma presión de aire dentro y fuera, así como algún tipo de recuperación de calor para evitar corrientes de aire frío. ^{[ 16 ]}

La mayoría de las impresoras 3D de consumo están diseñadas para usarse en interiores a temperatura ambiente. Colocarlas en garajes o al aire libre puede causar problemas de calidad de impresión si la temperatura es demasiado baja, hay mucha humedad, corrientes de aire frío o cambios bruscos de temperatura. Por lo tanto, imprimir al aire libre o en habitaciones sin calefacción exige un mayor control de la humedad y la temperatura.

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  La impresora 3D MELT ( Manufacturación de Tecnología de Capas Experimentales ) de la ESA puede imprimir poliéter éter cetona (PEEK).
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  Imprimir al aire libre puede ser un desafío debido al viento, la temperatura y la humedad.

Para reducir el riesgo de incendio , es importante que las impresoras colocadas en una cámara no se sobrecalienten, y es beneficioso que la impresora tenga componentes electrónicos con refrigeración activa . En particular, puede ser apropiado colocar la fuente de alimentación fuera de la cámara calefactada, pero también puede ser ventajoso colocar la electrónica del motor y del controlador fuera de la cámara calefactada para aumentar su vida útil. ^{[ 17 ]} El marco del gabinete puede estar hecho de perfiles de aluminio ^{[ 9 ]} o materiales ignífugos. ^{[ 13 ] [ 2 ]} Algunos recomiendan instalar detectores de humo y extintores cerca de las impresoras 3D, mientras que los gabinetes avanzados pueden estar equipados con supresión automática de incendios . ^{[ 13 ]}

• Contaminación del aire , presencia de sustancias peligrosas en el aire
• Supresión automática de incendios , sistemas de extinción de incendios que funcionan sin control humano.
• Campana extractora , dispositivo de ventilación por extracción que utiliza presión negativa para evitar que los usuarios se expongan a humos, vapores y polvos peligrosos.
• Fabricación por deposición fundida , tipo de impresora 3D que funde material termoplástico.
• Riesgos para la salud y la seguridad de la impresión 3D , riesgos de la impresión 3D
• Interruptor de seguridad , que se puede utilizar para cortar el suministro eléctrico, por ejemplo, en caso de incendio.
• Material particulado , partículas que permanecen suspendidas en el aire durante mucho tiempo.
• Estereolitografía , impresión 3D fotoquímica, generalmente con un láser UV para curar resina fotopolimerizable.
• Ventilación (arquitectura) , movimiento e intercambio de aire en edificios
• Compuesto orgánico volátil , sustancias que se disuelven fácilmente en el aire.
• Ventilador para toda la casa , ventilador utilizado para hacer circular el aire por todo un espacio habitable.