was successfully added to your cart.

Las tres tecnologías base de impresión 3D

By 02/06/2016Divulgación

Cuando alguien se enfrenta ante el reto de comprar una impresora 3D, salen muchas dudas. Hay demasiada información en la web, y es difícil navegar entre tanto dato. Vamos a intentar simplificar.

Además de leer este artículo, un buen consejo es buscar comunidades locales que no tengan ánimo de lucro para obtener información imparcial. Nosotros somos miembros activos en Barcelona del grupo 3D Print Barcelona, donde se hacen charlas de varias temáticas. Hay una recurrente de Introducción a la Impresión 3D que es muy útil para despejar todas las dudas que surgen al entrar en este apasionante mundo. Otro evento estrella es un taller donde se enseña todo el proceso desde que tienes la idea hasta que acabas con un objeto impreso en la mano pasando por todas las etapas.

Piezas tres tecnologíasTodas las impresoras 3D imprimen con el mismo principio: construyen el objeto por capas.

Si te imaginas una botella, en la primera pasada imprimirá un disco entero que es la base de la botella, unas capas más arriba estará imprimiendo un círculo que serán las paredes de la botella, y por la parte del cuello hará círculos cada vez más pequeños cuando se estrecha.

Iremos dando referencias a precios pensando en usuarios semiprofesionales, profesionales o PYMEs, dentro del rango asequible pero en la industria hay máquinas con precios entre los 100k€ y los 500k€ que aquí obviamos.
Veamos las tres tecnologías base de la impresión 3D. Hay más, pero estas son las más conocidas.

FDM, también conocida como impresoras de plástico

FDM significa Fused Deposition Modeling, porque funde material y lo va depositando. FDM es una marca registrada de Stratasys pero comunmente se las llama así.

FDM

Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:FDM_by_Zureks.png

Son las más conocidas, y las que han irrumpido en el mercado doméstico. El filamento de plástico se funde a través de una boquilla caliente y lo va distribuyendo sobre el plano, así construye una capa, después sube y hace lo mismo con la siguiente capa. A medida que va subiendo va construyendo el objeto.

Nuestra impresora 3D Delta Black es de este tipo.

Ventajas

  • Son las máquinas más económicas: entre los 400€ y los 2500€ dependiendo de si es kit o montada
  • El material es económico: el PLA es el que se usa con más frecuencia y está entre 15€ y 20€ el kg. Una impresión de una figurita suelen ser unos 15-20gr para hacerse una idea.
  • Las más limpias. Todos los materiales se manipulan con las manos y hay poco material de desecho. El PLA genera poco olor. El ABS en cambio genera vapores algo nocivos y es mejor imprimir en sitio ventilado.
  • No requieren postprocesado. Como mucho si has utilizado soportes para crear el objeto deberás quitarlos con cuidado.

Inconvenientes

  • Resistencia de las piezas. Las capas se unen por aplastamiento de unas encima de otras al imprimir, y tienen poca resistencia a fuerzas en el sentido vertical de la pieza, tal como se imprime.
  • Las capas se notan. Es difícil crear producto final con este tipo de impresión. La forma de las capas viene porque la boquilla caliente aplasta material sobre la siguiente capa, y quedan unos escaloncillos que se ven y se notan.
  • Frecuencia de los fallos. El flujo de material fundido está sujeto a muchos factores que son difíciles de controlar. Aunque en estos años ha mejorado mucho, hay impresiones fallidas con más frecuencia que en las otras.

Uso

Es la tecnología más frecuente en el mercado doméstico. Se usa para todo: decoración, prototipos, maquetas, reparaciones, …

A nivel profesional se puede utilizar para prototipado, siempre que no requieras validar propiedades mecánicas.

SLS, o impresora de polvo

SLS significa Selective Laser Sintering, porque utiliza un láser para fundir y unir las partículas de polvo entre ellas. El material más usado es la poliamida, el nylon también se usa.

SLS

Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Selective_laser_melting_system_schematic.jpg

La impresora dispone de dos cubetas, una con polvo para usar y otra donde va generando la pieza. Con un rodillo distribuye el polvo homogéneamente en una capa sobre la cubeta donde crea la pieza. El láser luego funde y une el polvo que corresponde para el objeto en esa capa. La cubeta baja un poco y el rodillo rellena otra capa para volver a empezar el proceso.

Ventajas

  • Resistencia mecánica. Es la única que crea piezas realmente sólidas. La hace ideal para hacer prototipos de piezas mecánicas, maquetas, etc.
  • Pocos fallos. Se imprime sobre material y las piezas reposan en el mismo polvo.
  • No necesita soportes. Las piezas reposan en el mismo polvo y por tanto es ideal para hacer objetos intricados.
  • Máxima producción. Como los objetos reposan en el polvo, puedes imprimir varios a la vez organizándolos bien, pues aprovechas todo el volumen de la cubeta tanto en el plano XY como en vertical. Se optimiza al máximo.

Inconvenientes

  • Las piezas suelen ser blancas, no hay un rango de colores amplio en los materiales como en FDM.
  • Precio. Son de uso profesional generalmente, aunque la patente venció hace año y pico y empiezan a haber versiones low cost (low cost en este caso es entre 7.000 y 15.000€). Nosotros estamos trabajando en el prototipo de una precisamente.
  • El acabado tiene un tacto como si fuera poroso, lo cual no es ideal para usarlo como producto final, pero se puede pulir si se requiere.
  • Postprocesado. Aunque no hay soportes, hay que separar la pieza del resto de polvo y es bastante sucio si no se hace en un espacio cerrado.

Uso

Prototipado en empresas, maquetas en arquitectura. Es el producto estrella del prototipado rápido por su resistencia mecánica.

SLA, DLP, o impresoras de resina

SLA significa Stereolitography Apparatus, porque usa un rayo láser para solidificar la resina liquida.

DLP significa Digital Light Processing, porque usa un proyector DLP para enviar la imagen de la capa del objeto que solidificará la resina.

Stereolithography apparatus SLA

SLA. Fuente: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stereolithography_apparatus.jpg

SLA y DLP usan material parecido. Una resina fotosensible se endurece cuando recibe rayos UV. La única diferencia es la forma de suministrar ese UV. SLA utiliza un rayo láser que recorre toda la capa endureciendo punto por punto, en cambio DLP proyecta una máscara que es toda la parte sólida del objeto en esa capa, y el resto en negro. Donde hay luz se endurece, donde no se queda igual. A partir de ahí la pieza se mueve para dar lugar a que pase resina liquida nueva y aplicar el mismo proceso con la siguiente capa.

Ventajas

  • Detalle. El nivel de detalle es inigualable. Por eso se usa en joyería y dental donde el detalle es crucial.
  • Velocidad en DLP. Al proyectar una capa de una sola vez, la velocidad de impresión es alta respecto al resto de métodos.

Inconvenientes

  • Postprocesado. Es el más tedioso. La resina obliga a crear soportes forzosamente que después hay que sustraer a mano. Además, además de limpiar los restos de resina liquida, requiere tener la pieza expuesta a rayos UV para acabar de solidificarla.
  • Material es nocivo. Hay que procesarla con protección. En el mejor de los casos no es más nocivo que una lejía, pero se cree que algún proveedor de resina utiliza sustancias que pueden ser cancerígenas.
  • Tamaño. El tamaño de impresión suele ser pequeño, y es que estén enfocadas a piezas de detalle.
  • Precio. Existen unas cuantas máquinas sobre el rango de los 2.500-4.000€. La resina sale por unos 80€/L

 

Uso

Joyería , dental, maquetas. El detalle es la característica clave de esta tecnología y al ser engorrosa sólo la usan los que realmente requieren ese nivel de detalle.

 

Hay muchas más tecnologías en el mercado, como por ejemplo mediante hojas de papel (Mcor), o con polvo de metal (DMLS). Consulta la entrada de wikipedia sobre impresión 3D para ver la lista completa.

Deja un comentario