Curado en suelo sólido

El curado de suelo sólido ( SGC ) es una tecnología de fabricación aditiva (o impresión 3D ) basada en fotopolímeros ^{[ 1 ]} utilizada para producir modelos , prototipos , patrones y piezas de producción, en la que la producción de la geometría de la capa se lleva a cabo mediante una lámpara UV de alta potencia a través de una máscara. Como la base del curado de suelo sólido es la exposición de cada capa del modelo mediante una lámpara a través de una máscara, el tiempo de procesamiento para la generación de una capa es independiente de la complejidad de la capa. ^{[ 2 ]} El SGC fue desarrollado y comercializado por Cubital Ltd. de Israel en 1986 ^{[ 3 ]} con el nombre alternativo de Solider System .

Aunque el método ofrecía buena precisión y una tasa de fabricación muy alta, adolecía de altos costos de adquisición y operación debido a la complejidad del sistema. Esto provocó una escasa aceptación en el mercado y los sistemas ya no se venden. ^{[ 4 ]} Objet Geometries de Israel conservó la propiedad intelectual del proceso tras el cierre de Cubital Ltd. en 2002, ^{[ 5 ]}

El proceso SGC consistió en endurecer fotopolímeros exponiendo toda la superficie a luz ultravioleta mediante máscaras. Cada capa del prototipo se curó simultáneamente con la lámpara UV, eliminando la necesidad de procesos de postcurado. Los pasos clave del SGC incluyen el cálculo de la sección transversal de cada capa, la generación de una máscara óptica, la aplicación de una fina capa de fotopolímero líquido y su exposición a la luz UV. Se elimina el líquido residual, se rellenan los huecos con cera fundida y se recorta la capa al grosor deseado. Este proceso se repite hasta procesar la última capa, tras lo cual se funde la cera para revelar la pieza terminada.

La principal ventaja de la tecnología SGC radica en que no requiere estructuras de soporte, ya que la cera se utiliza para rellenar los huecos, lo que da como resultado productos de gran precisión. Los modelos producidos con SGC son especialmente precisos en el eje Z gracias al fresado posterior a cada exposición a la luz. Sin embargo, esta tecnología genera una cantidad considerable de residuos y tiene altos costos operativos, lo que ha contribuido a su disminución en el uso.

El curado en suelo sólido utiliza el proceso general de endurecimiento de fotopolímeros mediante la iluminación y el endurecimiento completos de toda la superficie, utilizando máscaras especialmente preparadas. ^{[ 6 ]} En el proceso SGC, cada capa del prototipo se cura mediante la exposición a una lámpara ultravioleta (UV) en lugar de mediante escaneo láser. De esta manera, cada porción de una capa se cura simultáneamente y no requiere ningún proceso de postcurado. El proceso contiene los siguientes pasos. ^{[ 7 ]}

1. La sección transversal de cada capa se calcula en función del modelo geométrico de la pieza y del espesor de capa deseado.
2. La máscara óptica se genera adaptándose a cada sección transversal.
3. Tras la nivelación, la plataforma se recubre con una fina capa de fotopolímero líquido.
4. La máscara correspondiente a la capa actual se coloca sobre la superficie de la resina líquida, y la resina se expone a una lámpara UV de alta potencia.
5. El líquido residual se elimina de la pieza de trabajo mediante un limpiador aerodinámico.
6. Se extiende una capa de cera fundida sobre la pieza para rellenar los huecos. A continuación, la cera se solidifica aplicándole una placa fría.
7. La superficie de la capa se recorta al espesor deseado mediante un disco de fresado.
8. La pieza actual se cubre con una fina capa de polímero líquido y los pasos 4 a 7 se repiten para cada capa superior sucesiva hasta que se haya procesado la capa más externa.
9. La cera se derrite una vez terminada la pieza.

La principal ventaja del sistema de curado de suelo sólido es que no requiere una estructura de soporte, ya que se utiliza cera para rellenar los huecos, lo que permite obtener productos de alta precisión. ^{[ 8 ]} El modelo producido por el proceso SGC es relativamente preciso en la dirección Z porque la capa se fresa después de cada proceso de exposición a la luz. ^{[ 9 ]} Si bien ofrece buena precisión junto con un alto rendimiento, produce demasiados residuos y sus costos operativos son relativamente altos debido a la complejidad del sistema. ^{[ 10 ]}