PLT

Paper Lamination Technology es una técnica que emplea el mismo enfoque básico de construcción que la utilizada para LOM, sin embargo la maquinaria de Kira Solid Center opera de una manera muy diferente. El proceso se basa en el principio de fotocopia, estratificación y corte.

En una impresora láser típica se utiliza tóner, en PLT se usa un polvo de resina en su lugar el cual se aplica al papel en la posición exacta, indicada por los datos de la sección para adherir las dos capas adyacentes de papel, para imprimir el contorno de la sección transversal. Hay tres factores muy influyentes en la precisión del modelo en construcción: el corte, la temperatura y la humedad.

La precisión del cortador afecta a la precisión del modelo en las direcciones X e Y. El cortador usado es un cuchillo de carburo, montado sobre una base giratoria que corta el contorno de la sección transversal así como las secciones de separación con el fin de eliminar el material de soporte. La contracción del modelo se produce cuando se enfría en la unidad de prensa caliente y su expansión se produce cuando se expone a condiciones variables de humedad en la citada unidad.

Funcionamiento.

El sistema de Kira Solid Center se basa en el uso de un hardware, un PC compatible con IBM, una impresora fotocopiadora, un mecanismo de alineación del papel, una prensa caliente, y un cortador. El proceso es algo similar a la del proceso LOM, excepto que no se utiliza el láser y se utiliza una placa caliente como prensa en lugar de rodillos.

El proceso sigue los siguientes pasos:

  1. Se cargan los datos, archivos STL, del modelo a construir en el ordenador.
  2. Se orienta el modelo, con la ayuda del software, dentro del sistema, para conseguir la mejor orientación para la construcción.
  3. Una vez logrado esto, el software del sistema procederá a cortar el modelo.
  4. Genera la impresión basada en los datos que proporciona cada una de las secciones del modelo. El polvo de resina se aplica sobre una hoja de papel utilizando una impresora láser corriente típica, lo que se conoce como xerografía (es decir, el fotocopiado).
  5. Un mecanismo de alineación ajusta la hoja impresa de papel en la capa anterior del modelo (la primera capa se inicia desde la mesa). Una prensa caliente se mueve sobre ellos presionando la hoja impresa. El prensado en caliente derrite el polvo de resina que se adhiere a las hojas. La prensa caliente también aplana la superficie superior impidiendo la formación de burbujas de aire entre las hojas.
  6. El PC genera entonces los datos de trazado sobre la base de los datos de la sección del modelo. Un cortador mecánico corta la capa superior del bloque a lo largo del contorno de la sección, así como las líneas de separación de la que se eliminará el exceso de papel después.
  7. Estos pasos se repiten hasta que el modelo está construido.
  8. Cuando la impresión, prensado en caliente y corte se ha completado, se elimina el papel sobrante. Una vez completado el modelo su superficie puede acabarse por medios mecánicos normales.

La resistencia a la tracción y a la flexión del material fabricado mediante el procedimiento PLT se ha mostrado mejor que otras técnicas de laminado, teniendo el prototipo obtenido por este proceso una dureza superior de hasta 25% sobre los modelos equivalentes en madera.

Esquema de proceso PLT. Fuente: “Rapid Prototyping. Principles and Applications”.

Maquinaria de Solid Center de Kira Corp.

Máquina Kira Katana PLT-20. Fuente: http://www.rapidmockup.com/eg/top5_e.htm

Materiales:

  • Papel impregnado en polvo de resina.

Aplicaciones:

  • El PLT se ha utilizado en muchas áreas, tales como en automoción, componentes y maquinarias eléctricas, cámaras y máquinas de automatización de oficinas. Su principal área de aplicación es en el modelado conceptual y visualización. Muy utilizada en Japón, Toyota Motor Corp., NEC Corp. y Mitsubishi Electric Corp. han hecho uso de la Kira Solid Center 50N para la visualización conceptual de sus productos.

Ventajas:

  • Se obtienen modelos planos ya que cada capa que contiene el prototipo ha sido presionada contra una placa caliente plana. Al enfriarse es cuando se libera del bloque, la tensión interna es mínima y por lo tanto no se encrespa el material.
  • Homogeneidad de la superficie. El proceso de PLT utiliza un cuchillo computerizado para cortar hojas de papel que van a dar una superficie lisa. Se puede conseguir un mejor acabado de superficie usando herramientas para trabajos en madera aunque rara vez es necesario. Los prototipos se puede lijar, cortar o revestir de acuerdo a las necesidades del usuario.
  • Dureza. La presión en el proceso de laminación en PLT da lugar a productos que son un 25% más duros que los equivalentes realizados en madera, lo que los hace suficientemente fuertes para la mayoría de sus aplicaciones.
  • No necesita estructuras de soporte ya que la parte de prototipo que se va creando se apoya en su propio material, que se encuentra fuera del perímetro del corte. Este exceso de material no se elimina durante el proceso de prensado en caliente y por lo tanto actúa como soporte para el prototipo.
  • Cómodo de usar. PLT requiere una maquinaria que se puede instalar en cualquier entorno, basta que este disponga de electricidad, es decir, no necesita de instalaciones especiales. Además, el proceso es seguro ya que ni el láser usado es de alta potencia ni utiliza materiales peligrosos.

Limitaciones:

  • No se puede variar el espesor de la capa. El tiempo de fabricación es lento en la dirección Z y la velocidad de la construcción no se puede aumentar fácilmente ya que el espesor del papel utilizado no se puede variar.
  • Fabricación de paredes delgadas. El proceso PLT no es muy adecuado para la construcción de piezas con paredes delgadas, ya que dichas paredes están unidas transversalmente y por lo tanto pueden no ser suficientemente fuertes para soportar un proceso de acabado. Sin embargo, se puede añadir una resina adhesiva en la placa plana caliente lo que limitaría el problema.
  • Huecos internos. Los modelos con huecos internos no pueden ser fabricados en una sola estructura, ya que es imposible eliminar los materiales no deseados de apoyo desde dentro.
  • La eliminación de los soportes. Como el material de soporte no está sellado por adhesivo, el proceso de eliminación es simple, aunque en ocasiones se necesiten las herramientas de trabajo en madera. La persona que retira el material sobrante tiene que ser cauteloso y consciente de la presencia de las partes delicadas en el prototipo a fin de no dañarlo en su extracción.

Consideraciones geométricas:

  • Los prototipos creados con la máquina PLT-20 Kira Katana tienen unas dimensiones de 180×80×150(mm) a 180×280×150(mm).
  • Su precisión es de medio milímetro.

Podemos ver un video explicativo PLT.

Índice. 

Fabricación por corte y laminado. LOM.

Modelado por deposición de hilo fundido. FDM.

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