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Integracion de la impresion 3D en el proceso de cera perdida para la produccion de joyas, con fines de estandarizacion.

Integration of 3D printing in the process of lost wax for the production of jewelry, for standardization purposes

Introduccion

El proceso de cera perdida es la tecnica mediante la cual, una pieza maestra o prototipo hecho a mano en cera se recubre con material ceramico (yeso) llamado investimiento, el cual, resiste altas temperaturas y una vez endurecido adopta la geometria exacta de la pieza deseada. Luego, el molde se coloca en un horno donde el prototipo de cera se elimina por fusion o combustion, dejando una cavidad hueca dentro del molde por donde se vierte el metal fundido para obtener la joya (Pattnaik; Karunakar; Jha, 2012; Singh; Singh, 2016).

Respecto a la elaboracion de los prototipos en cera hechos artesanalmente a mano, el joyero moldea bloques de cera por medio de cuchillas y herramientas para tallar hasta lograr la forma deseada: anillo, serpiente, caja para piedras, entre otros (Underhill, 2017). Este proceso es 100 % manual, demanda la atencion total del joyero y la calidad obtenida depende de las habilidades del artesano, por lo cual, es dificil lograr todos los detalles, simetrias, peso o grosor exacto como estan descritos en el diseno. En caso de requerirse una copia, el prototipo debera ser tallado de nuevo (Campos; Romeiro, 2013; Munoz-Mesa; Sanchez, 2016).

En los ultimos anos, el proceso de cera perdida ha experimentado una evolucion considerable con el desarrollo de equipos, materiales y la adopcion de nuevas tecnologias, lo que ha permitido abrir nuevas oportunidades para la integracion entre el diseno y los procesos de produccion. Actualmente, se esta utilizando la impresion 3D para crear prototipos mas complejos y personalizados, con un nivel de detalle mayor, caracteristicas minuciosas e intrincadas y precision dimensional, con menos defectos y en menos tiempo, contando, ademas, con la facultad de hacer evaluaciones y modificaciones de disenos y especificaciones de manera eficiente y predecir errores (Campos; Romeiro, 2013; Pattnaik et al, 2012; Redwood, s.f. a).

Con esta investigacion se pretendio establecer y definir las condiciones estandarizadas para obtener piezas de joyeria con excelentes acabados, utilizando la impresion 3D para la elaboracion de prototipos. De esta manera, el sector joyero nacional resultaria beneficiado con la reduccion de compras de equipos innecesarios, la reduccion de reprocesos, la disminucion significativa de los tiempos de entrega y con una mejora considerable en productividad y competitividad (Berman, 2012; Huang; Liu; Mokasdar; Hou, 2013). Es por esto que la comprension de la relacion entre los diversos parametros controlables involucrados en el proceso de cera perdida es un punto clave para la optimizacion del ciclo y para lograr un alto grado de confiabilidad en la calidad del producto final. El plan experimental propuesto permitio evaluar la incidencia de la etapa del quemado, especificamente el tiempo y la calidad final del producto, considerando que esta etapa es la mas critica y crucial.

Marco teorico

Fundicion a la cera perdida

El proceso de cera perdida es utilizado ampliamente en diferentes industrias y aplicaciones ingenieriles que incluyen piezas de joyeria, componentes de precision de la industria medica, de hidroplantas, de defensa, automotriz y otras herramientas como equipos domesticos y comerciales (Singh et al., 2016). Su principal ventaja es su flexibilidad y versatilidad para satisfacer las especificaciones exigentes de los clientes, desde detalles muy finos y secciones delgadas hasta formas intrincadas, utilizando herramientas y materiales que son eficientes a largo plazo (Singh; Singh, 2015). Asi mismo, se logra una alta precision en las piezas, con tolerancias de [+ o -] 0,005 pulgadas, con un excelente acabado superficial (Pattnaik et al., 2012; Singh et al., 2016; Singh; Singh, 2016).

El proceso de cera perdida esta plenamente establecido como el principal proceso de produccion de joyeria y como una herramienta importante en la joyeria fina, artistica y la orfebreria, y no hay senales de ningun proceso alternativo que pueda desplazarla. En la Figura 1 se muestra una breve descripcion de las diferentes etapas del proceso de fundicion a la cera perdida de acuerdo con autores como Pattnaik et al. (2012) y Singh y Singh (2016), quienes explican los pasos basicos de este proceso.

El primer paso para producir una pieza unica, es crear un concepto y un diseno. La idea creativa y la tecnologia se fusionan perfectamente en el diseno para enfatizar la personalizacion y el arte. En algunos casos los disenadores crean una representacion integral mediante el diseno asistido por computadora, (CAD--Computer-Aided Design) (Campos; Romeiro, 2013). Algunos de los softwares mas conocidos son: RhinoCeros, Rhino Gold y Matrix.

Una vez se tiene un diseno establecido, se continua con la creacion del prototipo o pieza maestra. Antiguamente, la elaboracion de prototipos se hacia moldeando un material blando, tipicamente cera, arcilla o yeso (Hoffman, 2016), usando herramientas para tallar, que permiten transformar un simple bloque de cera en un modelo exacto al de las joyas finas que se crearan (Underhill, 2017). El prototipo obtenido debe tener tolerancias dimensionales para compensar su propia contraccion volumetrica, asi como la contraccion por solidificacion del metal fundido en el molde de yeso (Pattnaik et al., 2012). De igual forma, el prototipo debe estar libre de defectos e imperfecciones, como rasgunos, burbujas de aire y lineas de union distintas, para que estos no se reproduzcan en la pieza final (Sias, 2005).

Dependiendo de las joyas elaboradas, los prototipos moldeados o impresos son ensamblados en un "arbol de fundicion". Dependiendo del tamano, peso y metal a ser vertido, dos o mas prototipos se adjuntan a una estructura vertical conocido como bebedero, que permite que el metal fundido fluya en las multiples cavidades desde un solo punto de entrada (Sias, 2005; Singh; Singh; Hashmi, 2016). Finalmente, los arboles son ubicados en una base circular de caucho e insertados en un tarro de acero inoxidable o aluminio, ya que son materiales preferidos por tener alta conductividad termica (Singh; Singh, 2016). En seguida, se preparan los moldes con investimento, en donde el gesso de Paris es uno de los materiales predilectos para la elaboracion de joyas en oro y aleaciones de plata. De acuerdo a las medidas del recipiente de acero inoxidable se hace una mezcla de agua:yeso, esta mezcla se vacia hasta superar la altura del arbol, se deja secar y solidificar hasta formar una capa externa solida uniforme, que reproduce cada detalle del prototipo (Prasad, 2012). Asi pues, el secado completo de la mezcla para el molde puede durar de 16 a 48 h, lo que permite que el recubrimiento cure (endurezca) y se obtenga un molde lo mas fuerte posible (Corti, 2010; Prasad, 2012). Sin embargo, se debe tener en cuenta que el yeso no puede ser utilizado para el casting de metales con puntos de fusion superiores a 1000[grados]C, debido a que el yeso comienza a degradar compuestos sulfurados, principalmente, sulfato de calcio, con temperaturas de fundicion entre 1100 y 2000[grados]C (Beeley; Smart, 1995; Sias, 2005).

Por otra parte, una vez que los moldes de yeso se han curado por completo, se retira la base de caucho y se colocan los recipientes en un horno para que la cera se derrita y/o vaporice, dando como resultado una cavidad. El molde debe calentarse de manera que las capas superficiales de cera se derritan y de esta forma, evitar agrietamiento e incluso destruccion del molde, lo que podria ocasionarse por el diferencial de expansion termica entre la cera y el yeso (Pattnaik et al., 2012; Prasad, 2012). Generalmente, en el horno se establecen diferentes etapas de calentamiento, con una temperatura que no supere 800[grados]C especialmente cuando se utiliza yeso, ya que a temperaturas mas altas, la reaccion entre el sulfato de calcio y el silice provoca la ruptura de la inversion, al generar CaSiO3 (Mohd; Ismail; Ahmad; Isa, 2015; Sias, 2005). Esta etapa puede tardar de 12 a 16 h, dependiendo del tamano y cantidad de los arboles insertados en el horno, del tamano de los tarros metalicos y de los materiales usados para la elaboracion de prototipos.

Posteriormente, al eliminarse toda la cera del molde de yeso comienza la fundicion del metal o casting, para lo cual, el tarro metalico es colocado en una maquina de colada con asistencia al vacio. Esto facilita la impulsion y expulsion del aire a traves del yeso y el vertimiento del metal en la cavidad antes de que se solidifique. El metal o su aleacion se funde en un crisol, con lo que se garantiza que se sobrerregule la viscosidad, lo que permite rellenar los detalles finos de la cavidad (Campos; Romeiro, 2013; Singh et al., 2016). La temperatura de vertido no deberia ser muy alta, porque podria romper el molde de yeso y no deberia ser muy baja, porque se producirian piezas defectuosas (Singh et al, 2016).

Luego, el yeso es removido para liberar la pieza mediante un golpe mecanico, sumergiendolo en agua fria, aplicandole un chorro de agua a alta presion (6-10 ksi) o disolviendola quimicamente con nitrogeno liquido congelado a 195[grados]C o hidroxido de sodio fundido entre 482 y 537[grados]C (Corti, 2010; Prasad, 2012). Una vez se haya removido la pieza de joyeria se corta del arbol de fundicion. Una de las mayores ventajas del proceso de cera perdida es que se producen piezas que normalmente requieren poco o ningun trabajo de acabado, lo que ahorra tiempo, reduce costos y agiliza la produccion (Pattnaik et al, 2012).

Fabricacion aditiva o impresion 3D

El termino fabricacion aditiva o impresion 3D abarca una gran cantidad de procesos y tecnologias que ofrecen un espectro completo de capacidades para la produccion de piezas y productos solidos mediante la union de materiales (cera, polvo o plastico), generalmente capa sobre capa a partir de datos del modelo 3D, a diferencia de las metodologias de fabricacion sustractiva como el mecanizado tradicional ASTM F2792-12a. (ASTM International, 2012), (Mellor; Hao; Zhang, 2014). La impresion 3D alcanza unas notorias ventajas respecto a otras tecnicas derivadas por su capacidad de produccion, personalizacion del cliente y desarrollo de productos con estructuras complejas (Schniederjans, 2017; Stansbury; Idacavage, 2016). Otras ventajas incluyen: alta flexibilidad en la fabricacion de piezas, asequibilidad y evaluacion rapida de disenos, capacidad para facilitar la optimizacion de parametros de moldeo, ahorro de material mediante reduccion de procesos de fabricacion sustractivos y ahorros de tiempo de entrega en el desarrollo de herramientas para produccion de alto volumen (Berman, 2012; Holmstrom; Partanen; Tuomi; Walter, 2010; Pattnaik et al., 2012; Petrovic et al., 2009).

Actualmente, existe un mercado diversificado que requiere la fabricacion de productos personalizados, por lo que la impresion 3D se esta utilizando para elaborar piezas medicas y dentales, piezas de repuesto para productos electronicos y electrodomesticos, modelos topograficos, piezas de aviones mas livianos, dispositivos protesicos personalizados, entre otros (Kearney, 2014; Bhandari; Regina, 2014; Petrick; Simpson, 2013; Ramya; Vanapalli, 2016; Schniederjans, 2017). Tambien, esta siendo utilizada por disenadores de moda y de joyas para la elaboracion de prototipos, productos personalizados y piezas artisticas (Kearney, 2014; Yap; Yeong, 2014).

Etapas del proceso de impresion 3D

La impresion 3D consta de dos fases: una fase virtual (modelado y simulacion) y una fase fisica (fabricacion). Para transformar un diseno 2D (boceto) en un diseno 3D, se utiliza un software de diseno asistido por computadora (3D-CAD) para crear un modelo digital, que luego es dividido virtualmente en muchas capas finas horizontales necesarias para completar la pieza modelo (Vanderploeg; Lee; Mamp, 2017).

Las etapas del proceso de impresion son esquematizadas en la Figura 2.

El primer paso de la impresion 3D es la generacion de un modelo solido digital o de superficie imprimible en 3D (tridimensional), que describa y represente matematicamente la geometria externa de un objeto (Gibson; Rosen; Stucker, 2015). Este modelo se genera mediante un software de diseno asistido por computadora (CAD), utilizando servicios en linea proporcionados por plataformas de impresion 3D (Thingiverse, Shapeways o Sculpteo) o generando un modelo digital de un objeto existente mediante escaner 3D, el cual, luego se divide en miles de capas (segun la resolucion) a traves de un software de preparacion (Gao et al, 2015; Rayna; Striukova, 2016). Rhino 3D es uno de los programas mas utilizado en el modelado de diseno 3D para productos de vestuario y joyeria, que permite trabajar con superficies curvas complejas (Yap; Yeong, 2014).

Posteriormente, las superficies externas cerradas del modelo CAD se representan mediante formato de lenguaje de triangulacion estandar por sus siglas en ingles (STL--Standard Tessellation Language), este formato se importa a un programa de segmentacion que lo convierte en codigo G, el cual, es un lenguaje de programacion de las maquinas que trabajan con Control Numerico Computarizado (CNC) y que proporciona instrucciones de movimiento paso a paso para la impresora (Balletti; Ballarin; Guerra, 2017; Redwood, s.f. b). El archivo STL se envia a la impresora y de acuerdo con las capas que se han obtenido, se corta el modelo en secciones transversales (Chua; Leong; Lim, 2010). La impresion de la pieza puede tardar de varios minutos a varias horas en completarse dependiendo del tamano y la complejidad del modelo y del tipo de maquina utilizada.

Tecnologias de impresion

Las tecnologias que se pueden usar para construir capas sucesivas son variadas y en diferentes niveles de desarrollo. Los procesos de impresion 3D pueden ser directos e indirectos.

Los procesos directos, derriten selectivamente el lecho de polvo de metal usando una fuente de energia como un rayo laser o electrones, para fabricar las partes metalicas directamente (Yap; Yeong, 2014). La tecnologias 3D de este grupo son fusion selectiva por laser por sus siglas en ingles (SLM) y fusion por haz de electrones por sus siglas en ingles (EBM), que generalmente se pueden emplear para la produccion de volumen medio a alto (Cheah; Chua; Lee; Feng; Totong, 2005).

Por otro lado, la impresion 3D indirecta no produce las partes finales directamente en el metal; en cambio, se usa un prototipo fabricado a partir de materiales estandares con propiedades conocidas como la resina, que luego son utilizados para la fundicion por inversion (Cheah et al., 2005; Gebhardt, 2012; Yap; Yeong, 2014). Asi pues, la calidad del molde depende principalmente de la calidad del prototipo. Algunas de las tecnologias de este tipo son: estereolitografia laser (SLA por sus siglas en ingles), modelado de deposicion fusionada (FDM por sus siglas en ingles) y procesamiento de luz digital (DPL por sus siglas en ingles) (Cheah et al., 2005; Guo; Leu, 2013).

Aplicacion de impresion 3D en la fabricacion de prototipos

Actualmente, para la creacion de joyas se combina la tecnologia de impresion 3D moderna con la fundicion tradicional de metales. Para ello, se comienza con la impresion de un modelo 3D en resina. Las estructuras de soporte se imprimen junto con el prototipo para asegurarse de que este no se rompa. Seguidamente, se eliminan las estructuras de soporte y se limpia el prototipo. Luego, se continua con el proceso tradicional de cera perdida. En la Figura 3 se presenta el proceso completo.

La impresion 3D integrada al proceso de cera perdida permite la creacion de prototipos muy complejos y personalizados; produccion de multiples disenos en una sola impresion; produccion de piezas con un nivel muy alto de detalle; reduccion significativa de los tiempos de entrega y el costo en comparacion con las tecnicas tradicionales de fabricacion de prototipos (CNC en cera, moldes de aluminio para fundicion, entre otros); mejoramiento de la calidad y precision; minimizacion de errores; flexibilidad de produccion al eliminar los problemas de equilibrio de linea y los cuellos de botella de produccion y, lograr control y monitoreo mas precisos de los procesos (Campos; Romeiro, 2013; Huang et al., 2013; Munoz-Mesa; Sanchez, 2016; Redwood, s.f. a). De esta forma, la impresion 3D se ha convertido en una herramienta util para la creacion de prototipos y el desarrollo de disenos de una manera economica y efectiva en menor tiempo (Redwood, s.f. c). Asi pues, gracias a la variedad de material es posible fabricar la joya completa con impresion 3D; sin embargo, el principal esfuerzo se ha concentrado en encontrar materiales con los que no se presenten problemas de agrietamiento en el yeso, combustion incompleta o presencia de ceniza residual despues de la etapa de quemado (Marwah; Sharif; Zainol; Ibrahim; Mohamad, 2013).

Empresas joyeras a nivel mundial estan utilizando esta nueva tecnologia, como es el caso de Tripsion, Sharebot, American Pearl, Lupeon y Makebu, que no solo se benefician de la impresion 3D en la etapa de produccion, sino tambien como estrategia de marketing (Munoz-Mesa; Sanchez, 2016).

Metodologia

Seleccion del diseno y elaboracion de prototipos

El diseno de la pieza de joyeria que se selecciono tiene una superficie compleja, con superficies curvas y planas, con texto pequeno y letras formadas por travesanos muy delgados y dificiles de reproducir; por lo que se considero como una pieza intricada que requiere estandares de calidad exigentes. El diseno se presenta en la Figura 4.

Para la impresion, se seleccionaron dos resinas polimericas: Emerald verde (proporcionada por B9 Creator) y Epic 2000-verde (fabricada por Jamghe MSDS). La impresion se realizo en una impresora B9 Creator V1.2 y una impresora Makex Model U50 para las resinas mencionadas, respectivamente. Para la etapa de curado se utilizo una camara de curado UV LED de alta intensidad (40 mW/cm2).

Preparacion de investimento

En la preparacion del investimento se utilizo una relacion de 1 g (o mL) de agua por 2,5 g de yeso, la cual es considerada por Actis Grande, Forno, Klotz y Tiberto (2011) como la mas optima. Se utilizaron tarros de acero inoxidable de 38,1 mm x 63,5 mm (1,5 in de diametro x 2,5 in de alto).

Etapa de quemado y casting

En esta etapa, se probaron diferentes condiciones de quemado como se presentan en la Figura 5.

Por lo tanto, se pudo evidenciar que la curva 1 (curva convencional): consiste en cuatro rampas a 150, 370, 480 y 732 [grados]C, con una velocidad de calentamiento de 5[grados]C/min mantenida por 1 h. La ultima etapa fue mantenida por 2 h. Esta curva fue probada con las dos resinas seleccionadas.

La curva 2: consistio en tres rampas diferentes a 150, 455 y 750[grados]C. Desde temperatura ambiente se incremento la temperatura hasta 150[grados]C, a 30[grados]C/min y se mantuvo durante 40 min. Desde 150 hasta 455[grados]C se uso una velocidad de calentamiento de 5[grados]C/min, que fue mantenida en las ultimas etapas. Esta temperatura fue sostenida por 30 min y luego se incremento hasta 750[grados]C, permaneciendo constante por 20 min. Esta curva fue probada con las dos resinas seleccionadas.

La curva 3: consistio en tres rampas diferentes a 150, 405 y 750[grados]C. Desde temperatura ambiente se incremento la temperatura hasta 150[grados]C, a 30[grados]C/min y se mantuvo durante 40 min. Desde 150 hasta 405[grados]C se uso una velocidad de calentamiento de 5[grados]C/min, que fue mantenida en las ultimas etapas. Esta temperatura fue sostenida por 30 min y luego se incremento hasta 750[grados]C, permaneciendo constante por 20 min. Esta curva fue probada solo con la resina Epic 2000.

La curva 4: fue un ciclo fast-firing (quemado rapido). Los recipientes se colocaron en el horno directamente a 500[grados]C. Despues de 60 min de sostenimiento, la temperatura del horno se incremento rapidamente hasta 650[grados]C y se mantuvo durante 60 min, 5 min antes de cumplir ese tiempo, los tarros se retiraron del horno para inyectarles aire comprimido. Luego se insertaron nuevamente en el horno para seguir con un calentamiento rapido hasta 750[grados]C. Esta curva fue probada con las dos resinas.

Al final, los recipientes fueron enfriados hasta 600[grados]C y se mantuvieron en esa temperatura durante 10 min, excepto en la curva 1 donde esta temperatura fue mantenida durante 1 h.

La etapa de quemado se desarrollo en un horno con sistema Venturi Neyvulcan 3-550 A y para vaciado del metal se utilizo un Vacuum de marca Lamicol con especificaciones de succion de 10 a 30 Pa (pascales).

Resultados y discusion

Los prototipos de resina son dificiles de quemar completamente cuando se usa una curva de quemado utilizada tradicionalmente para cera. Es por ello que las piezas producidas bajo esas condiciones tienen un acabado superficial pobre y requieren un trabajo de pulido extenso, por lo que resulta mas provechoso realizar una repeticion de la pieza modificando las condiciones de proceso. La eleccion del ciclo del quemado adecuado para las resinas utilizadas se basa en la calidad de la pieza final. En este caso, se seleccionaron las condiciones de quemado con las cuales se logro un equilibrio de la calidad obtenida en las partes gruesas y delgadas de la pieza fundida. La inspeccion visual fue la primera prueba de calidad que se les realizo a las piezas, seguido del uso de un microscopio Motic SMZ168 Stereo Zoom, que tiene un rango de ampliacion de 7,5 a 50x, en el que se examinaron las piezas, para asi, garantizar un mayor nivel de detalle las mismas.

Las piezas fundidas obtenidas del quemado de las resinas bajo la curva convencional-curva 1, lucieron una superficie rugosa y aspera (ver Figura 6). Adicionalmente, presentaron perforaciones y huecos.

Resultados similares se obtuvieron con la resina Epic 2000, cuya pieza tambien presento una superficie irregular con poros y perforaciones muy visibles, como se muestra en la Figura 7.

Respecto a la curva 2, en la cual se disminuyo el tiempo de sostenimiento en las diferentes etapas, se evidencio un mejor equilibrio entre las partes gruesas y los detalles de la pieza. La rugosidad de la superficie mejoro para la resina B9Emerald, comparado con los resultados obtenidos en la curva 1 como se aprecia en la Figura 8.

En el caso de las piezas impresas en Epic 2000, se aprecia presencia de poros en la parte frontal de la pieza, especificamente en la parte superior de la palabra "confeccion" (ver Figura 9).

Las piezas obtenidas bajo las condiciones de curva 2, presentan un buen acabado, por lo que se requeriria un pulido normal para eliminarlas. La curva 3, solo fue probada con la resina Epic 2000. Como se muestra en la Figura 10, se pudo evidenciar la presencia de grietas y perforaciones en la superficie, posiblemente relacionadas con las fuertes tensiones termicas que experimenta el yeso. Incluso, en una de las piezas es posible apreciar poros grandes y alineados que podrian haberse generado por una burbuja existente en el molde de yeso, que al romperse genero poros internamente unidos. No obstante, las letras presentaron buena apariencia y las lineas de impresion son visibles.

Por otra parte, la curva 4 de quemado rapido se probo con el fin de determinar si el yeso toleraria un tratamiento similar, y si se podria obtener una pieza con excelente acabado en el menor tiempo posible. No obstante, la inmersion del tarro en el horno a 500[grados]C, seguido de calentamiento a 730[grados]C, no fue beneficiosa para mejorar la calidad de los vaciados de piezas de joyeria. La pieza fundida, cuyo prototipo fue elaborado con resina Epic 2000, presento mas danos y superficie mas rugosa comparada con la pieza obtenida de resina B9-Emerald. (Ver Figuras 11, 12).

De acuerdo con los expertos tecnicos consultados, la mayoria de las piezas de joyeria obtenidas lucen con baja calidad, debido a la presencia de poros, grietas, cumulo de materia, prominencia, alta rugosidad y letras ilegibles.

Conclusiones

La impresion 3D ha ido adquiriendo importancia y se ha convertido en una tecnologia con potencial disruptivo, debido a su versatilidad para la produccion directa de objetos fisicos a partir de datos de diseno digital, brindando beneficios en terminos de costo, capacidad de cumplir con soluciones de diseno complejas y ahorro de tiempo. La industria de la joyeria es un ejemplo de su aplicacion en la que se necesita libertad de diseno, para crear piezas con un alto grado de innovacion y personalizacion, con especificaciones y dimensiones exactas, sin los altos excedentes que se generan por ser de fabricacion unica. Para promover el uso generalizado de piezas de resinas en el proceso de cera perdida es importante no alterar el proceso y mantenerlo lo mas tradicional posible, permitiendo a las empresas de joyeria beneficiarse de las bondades que ofrece el uso de impresion 3D.

En terminos generales, se obtuvieron resultados satisfactorios con una curva que cuenta con tres rampas a 150, 455 y 750[grados]C, mantenidas durante 40, 30 y 20 min, respectivamente. Sin embargo, las piezas presentaron detalles que afectan su calidad, por lo que es dificil decir con exactitud que variable del proceso tuvo mayor incidencia. Por ello, es importante analizar otras variables como: composicion del yeso, relacion agua:yeso, tiempo de fraguado, ubicacion de los bebederos, tipo de horno utilizado, temperatura real de los moldes, entre otros. Asi mismo, para fortalecer esta investigacion es necesario hacer un analisis de la interaccion entre las resinas y el yeso, teniendo en cuenta las condiciones de quemado.

https://doi.org/10.23850/22565035.1933

Bibliografia

Actis Grande, M.; Forno, I.; Klotz, U.; Tiberto, D. (2011). Quality Excellence in the Direct Casting of RP Resins : Reality or Fiction ? In The Santa Fe Symposium on Jewelry Manufacturing Technology. Politecnico di Torino & Research Institute for Precious Metals and Metals Chemistry (FEM).

ASTM International. (2012). Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies, (Withdrawn 2015) (ASTM F2792-12a).

ATKearney. (2014). 3D Printing: A Manufacturing Revolution, 1-16. Recuperado de: https://www.atkearney.com/documents/10192/5992684/3D+Printing+A+Manufacturing+Revolution.pdf/ bf8f5c00-69c4-4909-858a-423e3b94bba3

Balletti, C.; Ballarin, M.; Guerra, F. (2017). 3D printing: State of the art and future perspectives. Journal of Cultural Heritage, 26, 172-182. https://doi.org/10.1016/jxulher.2017.02.010

Beeley, P.; Smart, R. (1995). Investment casting. London: Institute of Materials.

Berman, B. (2012). 3-D printing: The new industrial revolution. Business Horizons, 55(2), 155-162. https://doi.org/10.1016/j.bushor.2011.11.003

Bhandari, S.; Regina, B. (2014). 3D Printing and Its Applications. International Journal of Computer Science and Information Technology Research, 2(2), 378-380.

Campos, J. C.; Romeiro, E. (2013). Implementation of Rapid Manufacturing Systems in the Jewellery Industry in Brazil. In Information Resources Management Association (Ed.), Industrial Engineering: Concepts, Methodologies, Tools, and Applications: Concepts,

Methodologies, Tools, and Applications (817-837). USA: Engineering Science Reference. https://doi.org/10.4018/978-1-4666-1945-6.ch046

Cheah, C. M.; Chua, C. K.; Lee, C. W.; Feng, C.; Totong, K. (2005). Rapid prototyping and tooling techniques: A review of applications for rapid investment casting. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 25(3-4), 308-320. https://doi.org/10.1007/s00170-003-1840-6

Chua, C. K.; Leong, K. F.; Lim, C. S. (2010). Rapid Prototyping: Principles and Applications. World Scientific Publishing Co. Pte. Ltda.

Corti, C. (2010). Jewelry Manufacturing Technology. In C. Corti & R. Holliday (Eds.), Gold: Science and applications (pp. 191-212). Taylor & Francis Group.

Gao, W.; Zhang, Y.; Ramanujan, D.; Ramani, K.; Chen, Y.; Williams, C. B.; Zavattieri, P. D. (2015). The status, challenges, and future of additive manufacturing in engineering. Computer-Aided Design, 69, 65-89. https://doi.org/10.1016/jxad.2015.04.001

Gebhardt, A. (2012). Understanding Additive Manufacturing Rapid Prototyping--Rapid Tooling--Rapid Manufacturing. Carl Hanser, Munchen, 591. https://doi.org/10.3139/9783446431621

Gibson, I.; Rosen, D.; Stucker, B. (2015). Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing. Second Edition, New York: Springer. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2113-3

Guo, N.; Leu, M. C. (2013). Additive manufacturing: Technology, applications and research needs. Frontiers of Mechanical Engineering, 8(3), 215-243. https://doi.org/10.1007/s11465-013-0248-8

Hoffman, A. (2016). Better Diamond Iniciative: Different Processes in Jewelry Manufacturing. Recuperado de: https://betterdiamondinitiative.org/different-processes-manufacturing-jewelry/

Holmstrom, J.; Partanen, J.; Tuomi, J.; Walter, M. (2010). Rapid manufacturing in the spare parts supply chain: Alternative approaches to capacity deployment. Journal of Manufacturing Technology Management, 21(6), 687-697. https://doi.org/10.1108/17410381011063996

Huang, S. H.; Liu, P.; Mokasdar, A.; Hou, L. (2013). Additive manufacturing and its societal impact: A literature review. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 67(5-8), 1191-1203. https://doi.org/10.1007/s00170-012-4558-5

Marwah, O. M. F.; Sharif, S.; Zainol, M. A.; Ibrahim, M.; Mohamad, E. J. (2013). 3D Printer Patterns Evaluation for Direct Investment Casting. Applied Mechanics and Materials, 465-466(December 2013), 1400-1403. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.465-466.1400

Mellor, S.; Hao, L.; Zhang, D. (2014). Additive manufacturing: A framework for implementation. International Journal of Production Economics, 149, 194-201. https://doi.org/10.1016Zj.ijpe.2013.07.008

Mohd Nor, S. Z.; Ismail, R.; Ahmad, S.; Isa, M. I. N. (2015). The effect of dewaxing and burnout temperature in block mold process for copper alloy casting. International Journal of Engineering and Technology, 7(5), 1905-1915.

Munoz-Mesa, L.; Sanchez, J. (2016). El impacto de la impresion 3D en la joyeria. Lampsakos, 16, 89-97. https://doi.org/10.21501/21454086.2219

Pattnaik, S.; Karunakar, D. B.; Jha, P. K. (2012). Developments in investment casting Process--A review. Journal of Materials Processing Technology, 212(11), 2332-2348. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2012.06.003

Petrick, I. J.; Simpson, T. W. (2013). 3D Printing Disrupts Manufacturing. Research Technology Management, 56(6), 12-16. https://doi.org/10.5437/08956308X5606193

Petrovic, V.; Haro, J. V.; Jorda, O.; Delgado, J.; Blasco, J. R.; Portoles, L. (2009). Additive Layer Manufacturing: State of the art in industrial applications trrough case studies. International Journal of Production Reserach, 25.

Prasad, R. (2012).ProgressinInvestmentCastings.InScienceandTechnologyofCastingProcess(pp.25-72).IntechOpen. https://doi.org/10.5772/50550

Ramya, A.; Vanapalli, S. I. (2016). 3D Printing Technologies in Various Applications. International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 7(3), 396-409.

Rayna, T.; Striukova, L. (2016). From rapid prototyping to home fabrication: How 3D printing is changing business model innovation. Technological Forecasting and Social Change, 102, 214-224. https://doi.org/10.1016/j.techfore.2015.07.023

Redwood, B. (s.f. a). 3D HUBS: Jewelry 3D Printing Applications. Recuperado de: https://www.3dhubs.com/knowledge-base/jewelry-3d-printing-applications

Redwood, B. (s.f. b). 3D HUBS: The Additive Manufacturing Process. Recuperado de: https://www.3dhubs.com/knowledge-base/additive-manufacturing-process

Redwood, B. (s.f. c). 3D HUBS: The Advantages of 3D Printing. Recuperado de: https://www.3dhubs.com/knowledge-base/advantages-3d-printing

Schniederjans, D. G. (2017). Adoption of 3D-printing technologies in manufacturing: A survey analysis. International Journal of Production Economics, 183(Part A), 287-298. https://doi.org/10.1016/j.ijpe.2016.11.008

Sias, F. R. (2005). Lost-wax Casting: Old, New, and Inexpensive Methods. Pendleton, South Carolina: Woodsmere Press. Recuperado de: https://books.google.com.co/books?id=e_09Enaf4tIC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_ summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false

Singh, R., Singh, S.; Hashmi, M. S. J. (2016). Investment Casting. In Reference Module in Materials Science and Materials Engineering (pp. 1-18). https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.04163-1

Singh, S.; Singh, R. (2016). Precision investment casting: A state of art review and future trends. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 230(12), 2143-2164. https://doi.org/10.1177/0954405415597844

Stansbury, J. W.; Idacavage, M. J. (2016). 3D printing with polymers: Challenges among expanding options and opportunities. Dental Materials, 32(1), 54-64. https://doi.org/10.1016Zj.dentaL2015.09.018

Underhill, R. (2017). Jewerly Designs: Wax Carving. Recuperado de: https://jewelrydesigns.com/jewelry/jewelry-making/wax-carving/

Vanderploeg, A.; Lee, S.-E.; Mamp, M. (2017). The application of 3D printing technology in the fashion industry. International Journal of Fashion Design, Technology and Education, 10(2), 170-179. https://doi.org/10.1080/17543266.2016.1223355

Yap, Y. L.; Yeong, W. Y. (2014). Additive manufacture of fashion and jewellery products: a mini review: This paper provides an insight into the future of 3D printing industries for fashion and jewellery products. Virtual and Physical Prototyping, 9(3), 195-201. https://doi.org/10.1080/17452759.2014.938993

Leidy Yaneth Vega-Rodriguez (1)

Laura Munoz-Mesa (2)

(1) Servicio Nacional de Aprendizaje SENA; (Colombia); correo: lvvega@sena.edu.co

(2) Servicio Nacional de Aprendizaje SENA; (Colombia); correo: laurammesa@gmail.com

Recibido: 12-12-2018 Aceptado: 01-04-2019

Leyenda: Figura 1. Etapas involucradas en la fabricacion de joyas mediante el proceso de cera perdida. Fuente: adaptado de Pennsylvania Precision Cast Parts (PPCP)

Leyenda: Figura 2. Etapas del proceso de impresion. Fuente: elaboracion propia a partir de (Chua; Leong; Lim, 2010; Vanderploeg; Lee; Mamp, 2017).

Leyenda: Figura 3. Etapas del Proceso de cera perdida con patrones impreso en 3D. Cortesia de Sculpteo Fuente: cortesia Sculpteo Sculpteo. (n.d.). Sculpteo. Retrieved October 20, 2018, from https://www.sculpteo.com/en/glossary/3d-printed-wax/

Leyenda: Figura 4. Modelo CAD del anillo para impresion 3D. Fuente: elaboracion propia

Leyenda: Figura 5. Curvas de quemado testeadas. Fuente: elaboracion propia

Leyenda: Figura 6. Detalles de la superficie de las piezas fundidas impresas con resina B9-Emerald bajo condiciones de quemado convencional (Curva 1). Fuente: elaboracion propia

Leyenda: Figura 7. Detalles de la superficie de las piezas fundidas impresas con resina Epic 2000 bajo condiciones de quemado convencional (Curva 1) Fuente: elaboracion propia

Leyenda: Figura 8. Detalles de la superficie de las piezas fundidas impresas con resina B9-Emerald bajo condiciones de quemado de curva 2 Fuente: elaboracion propia

Leyenda: Figura 9. Detalles de la superficie de las piezas fundidas impresas con resina Epic 2000 bajo condiciones de quemado de Curva 2 Fuente: elaboracion propia

Leyenda: Figura 10. Detalles de la superficie de las piezas fundidas Impresas con resina Epic 2000 bajo condiciones de quemado de Curva 3 Fuente: elaboracion propia

Leyenda: Figura 11. Detalles de la superficie de las piezas fundidas impresas con resina B9-Emerald bajo condiciones de quemado rapido Fuente: elaboracion propia

Leyenda: Figura 12. Detalles de la superficie de las piezas fundidas impresas con resina Epic 2000 bajo condiciones de quemado rapido Fuente: elaboracion propia
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Author:Vega-Rodriguez, Leidy Yaneth; Munoz-Mesa, Laura
Publication:Informador Tecnico
Date:Jan 1, 2019
Words:5973
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