ESTUDIO COMPARATIVO DEL COMPORTAMIENTO DE RESINAS

FOTOSENSIBLES CALCINABLES EN LA MICROFUSIÓN.

Autor: Cruz Sobrino, Lucía de la

Director: Cabrera G.de Candamo, Alfonso

Entidad Colaboradora: ICAI - Universidad Pontificia Comillas

RESUMEN DEL PROYECTO  

Introducción El rápido avance de la tecnología ha afectado a gran parte de las actividades que se

venían realizando hasta ahora, ya que ha supuesto un cambio en los métodos,

procedimientos y materiales que tradicionalmente se venían utilizando en muchas de las

tareas cotidianas, tanto a nivel industrial, como a nivel individual.

En el ámbito industrial, la robótica ha supuesto un gran cambio en la forma de producir

todo tipo de bienes y equipos. De la misma forma, en otros ámbitos, ese empuje de la

tecnología ha tenido un impacto directo en cómo realizamos otras actividades. Un caso

concreto se observa en la joyería donde han aparecido nuevas posibilidades para

producir las piezas de metal que van a ser utilizados en la misma.

Con las nuevas perspectivas que ofrece la tecnología en este campo de la joyería, se ha

acometido el presente estudio, tratando de usar las recientes impresoras en 3D y sus

materiales de impresión, para desarrollar nuevos procedimientos, métodos y materiales

en el proceso de fabricación de joyas.

Objetivos El principal objetivo es el de analizar el comportamiento de distintas resinas

fotosensibles calcinables durante el proceso de microfusión a la cera perdida con el fin

encontrar una resina que permita imprimir modelos en 3D, para sustituir los modelos de

cera obtenidos durante el vulcanizado.

Proceso seguido

La parte de impresión 3D incluye:

• Diseñar en 3D con la ayuda de un programa CAD piezas para su posterior

impresión.

• Con el software apropiado (Creation Workshop) preparar los modelos para

imprimir.

• Imprimir los modelos deseados con sus soportes correspondientes.

• Curar las piezas obtenidas en la cuba UV para endurecerlas.

Para la preparación del árbol, el ciclo del horno y la fundición del metal se siguió el

mismo procedimiento que en el proceso tradicional de fundición a la cera perdida.

Primero se procede a la formación de un árbol con tronco de cera y con los anillos,

impresos con la resina, unidos con cera.

Tras preparar el revestimiento en su máquina correspondiente, se vierte la masa en el

cilindro con los anillos. Una vez solidificado, se mete en el horno para que la resina se

calcine siguiendo un ciclo determinado. Paralelamente, en un horno eléctrico se va

fundiendo el metal elegido, de forma que cuando el horno haya completado el ciclo, el

metal haya alcanzado su temperatura de fusión. Se vertirá entonces dicho metal en el

cilindro, sacado ya del horno y al vacío para garantizar el llenado del molde.

Finalmente, tras dejar reposar, se mete el cilindro en agua. Esto hace que se deshaga el

revestimiento, quedando la pieza de metal.

Impresión  3D  

Preparación  árboles    

Ciclo  del  horno  

Fundición  metal   Limpieza   Estudio  

económico  

Resultados Con la fundición de los primeros árboles se cometió un error: no se hizo el vacío. Este

fallo tuvo como resultado que los anillos o no salieran o estuvieran incompletos. Sin

embargo, lo poco que se obtuvo de ellos sirvió para comprobar que las resinas (tanto la

Castsolid como la B9 Yellow y la B9 Emerald) se calcinaban sin dejar mucho residuos

durante su combustión.

Ilustración 1- Proceso de fundición a la cera perdida

Los dos últimos árboles, al advertir el fallo, salieron al completo y con muy buen

acabado, reflejando los detalles más complejos de los diseños.

Ilustración 2- Anillos obtenidos tras el proceso de fundición

Estudio económico Con el estudio económico lo que se pretendía era ver que proceso es el más rentable: si

el tradicional o el seguido en este proyecto basado en la impresión 3D. Aunque la idea

inicial era comparar económicamente distintas resinas, para trabajar con la impresora

sólo se disponía de la Castsolid. Por esta razón se tomó la iniciativa de comparar el

imprimir los anillos y después proceder a montar el árbol, con imprimir el conjunto del

árbol con los anillos directamente.

Conclusiones Con respecto a los objetivos iniciales no se pudo comparar muchas resinas, pero sí se

pudo comprobar tanto la Castsolid como las B9 se calcinaban por completo dejando

piezas con gran detalle. La realización del estudio económico ayudó a concluir que

recurrir a la impresión 3D para el proceso de obtención de joyas es algo más económico.

En cuanto a la elección de imprimir el árbol al completo o no, sale más rentable hacerlo,

aunque la diferencia con el otro procedimiento no es muy notable.

COMPARATIVE STUDY OF THE BEHAVIOUR OF

PHOTOSENTITIVE CASTABLE RESINS DURING CASTING

PROCESS

Author: Cruz Sobrino, Lucía de la

Director: Cabrera G.de Candamo, Alfonso

Collaborating Institution: ICAI - Universidad Pontificia Comillas

PROJECT ABSTRACT

Introduction The rapid advance of technology has affected many of the activities that were being

carried out, for it has meant a change in the methods, procedures and materials that were

traditionally being used in many of the everyday tasks, both at industrial, and individual

levels.

In the industrial field, robotics has supposed a major change in the way we produce all

kinds of goods and equipment. Additionally, in other areas, this technology push has

had a direct impact on how we carry out other activities. A good example of this is in

jewelry where new possibilities for producing metal parts have appeared.

With the new perspectives offered by technology in the field of jewelry, it has

undertaken this study, trying to use the latest 3D printers and printing materials, to

develop new procedures, methods and materials in the manufacturing process of jewelry.

Aims The main objective of this project is to analyze the behavior of different castable

photosensitive resins during the process of lost wax casting in order to find a resin that

allows printing 3D models to replace wax models obtained during vulcanization.

Process followed

3D printing part includes:

• Designing in 3D with the help of a CAD program pieces to print later.

• With the appropriate software (Creation Workshop) preparing models for

printing.

• Printing the desired models with its corresponding supports.

• Curing the obtained pieces in the UV barrel to harden.

For the preparation of the tree, the oven cycle and the metal smelting, the same

procedure was followed as in the traditional casting process lost wax. First we

proceeded to the formation of a tree trunk with wax, and printed with resin, wax rings

that were attached.

After preparing the coating in the corresponding machine, the investment is poured into

the cylinder with the rings. Once solidified, it’s put into the oven to calcine the resin

following a given cycle. Meanwhile, in an electric furnace the metal will be melting so

that when the oven cycle is complete, the metal will have reached its melting

temperature. The metal is then poured into the cylinder, which will have been removed

from the oven and put into vacuum to ensure the filling of the mold.

Finally, after letting the cylinder rest, it’s carried into the water. This dissolves the

coating, leaving the metal object.

3D  printing   Treeing   Oven  

casting  Metal  smelting   Cleaning   Economic  

study  

Results With the casting of the first trees a mistake was made: the cylinder was not put in

vacuum. This error caused the rings to be either incomplete or to not show at all.

However, the parts obtained were useful to verify that the resins (both Castsolid and B9

Yellow and Emerald) were calcined without many residues left during combustion.

Ilustración 3- Lost-wax casting process

The last two trees, knowing beforehand what not to do, came out fully and with very

good finish, showing the complex details of the designs.

Ilustración 4- Rings obtained after the casting process

Economic study With the economic study what was intended was to see which is the most profitable

process: whether the traditional one or the one followed in this project based on 3D

printing. Although the initial idea was to compare different resins economically, only

the Castsolid was available to work with the printer. For this reason the choice was

made to compare printing then rings and then assembling them to the tree, with printing

the whole tree with the rings.

Conclusions Regarding the initial objectives not many resins could have been compared, but the tests

made allowed to check that both the Castsolid and the B9 were completely calcined

which gave great detail to the rings after casting. The realization of the economic study

helped to conclude that the use of 3D printing for producing jewelry is more economical.

As for the choice of printing the full tree or not, it is more profitable to do so, although

the difference with the other procedure is not very noticeable.