Las impresoras 3D son herramientas cada vez más utilizadas tanto en la industria como en el ámbito doméstico para la fabricación de objetos tridimensionales de todo tipo.
Cabe destacar que en las industrias se han vuelto necesarias puesto que reducen considerablemente el tiempo de fabricación de los prototipos, así como los costos de traslado de los mismos.
En este artículo, describiremos los tipos de impresoras 3D que existen actualmente y cómo funcionan.
Tipos de impresoras 3D de plástico
FDM (Modelado por Deposición de Material Fundido)
Las impresoras 3D FDM son las más comunes y populares en el mercado. Funcionan mediante la inserción de capas de material termoplástico fundido (filamento) en una cama caliente que puede permanecer estática o desplazarse con respecto al eje Z, según sea el modelo de la máquina.
El cabezal de impresión (también llamado hotend) se mueve en diferentes direcciones a lo largo de los ejes X y Y conforme al código G de la pieza obtenido en el programa slicer. A medida que se van insertando las nuevas capas, las anteriores se enfrían y se adhieren entre sí. El proceso se repite las veces que sean necesarias hasta que se completa la pieza.
La resolución de las capas que inserta las impresoras 3D de filamento comprende entre los 5 y 30 centésimas de milímetro; suficientes para fabricar piezas de tamaño considerable.
Debido a la naturaleza y al desarrollo que actualmente hay para esta tecnología, existe un amplio catálogo de materiales en bobinas de filamento: desde el súper conocido PLA hasta aquellos termoplásticos de alta dureza que se utilizan en la industria automotriz, aeronaútica y aeroespacial.
| Pros | Contras |
|---|---|
| Son máquinas muy fáciles de usar. | En ocasiones se atasca el material antes de insertarse a la cama caliente. |
| Son compatibles con termoplásticos industriales para fabricar prototipos funcionales. | No pueden reproducir piezas muy pequeñas, muy detalladas o con demasiada precisión. |
| Sus precios son muy accesibles para todos los bolsillos. | Requieren más tiempo para producir lotes pequeños o medianos de piezas. |
| Son capaces de imprimir piezas de buen tamaño. | Si se corta la electricidad, se corre el riesgo de despegarse la pieza incompleta de la cama caliente en caso de no haber usado un pegamento externo. |
| Su mantenimiento es sencillo. | |
| Disponen de protección contra apagones y reanudan la impresión. |
SLA (Estereolitografía)
Esta clase de impresoras 3D utilizan un proceso de fotopolimerización para crear las piezas. En otras palabras, incorporan y utilizan un rayo láser UV para solidificar las capas de resina líquida fotosensible.
La máquina va añadiendo las capas una encima de la otra de abajo hacia arriba (tomando como referencia, la base de la tina de la resina), mientras el láser las va solidificando. Al finalizar la impresión, se limpia la pieza quitando el exceso de resina que no se solidificó, usando alcohol isopropílico o acetona.
A diferencia de las impresoras 3D FDM, esta tecnología permite obtener piezas con resoluciones en décimas de micrómetros por capa. Es decir, es ideal para fabricar piezas que requieren un alto nivel de precisión, como los engranajes o piezas pequeñas de ensamble.
Una vez terminada de imprimirse, la calidad de la pieza por sí sola es muy alta. Por lo que se convierte en uno de los tipos de impresoras 3D preferidos para los artistas.
| Pros | Contras |
|---|---|
| Son máquinas muy fáciles de usar. | Las resinas emiten un olor fuerte y pueden ser tóxicas para la salud, por lo que se recomienda usar equipo de protección personal durante su manejo. |
| Son compatibles con una amplia variedad de resinas. | Su espacio de trabajo es más limitado. |
| Son capaces de replicar piezas muy pequeñas o aquellas con gran precisión y detalle sin problemas. | Se debe limpiar la plataforma y la tina de depósito de la resina cada vez que se usan. |
| Si se corta la electricidad, la pieza permanece pegada en la plataforma de impresión hasta que se reanuda el programa. | Sus precios son un poco más caros. |
| Son capaces de producir lotes pequeños o medianos de piezas en una sola corrida. | La luz UV directa solidifica la resina alojada en la tina. Por lo tanto, se recomienda devolver la resina sobrante a su recipiente. |
| Disponen de protección contra apagones y reanudan la impresión. | La tina tiene vida útil. |
DLP (Proceso Digital por Luz)
Las impresoras 3D DLP trabajan de manera similar que las impresoras 3D SLA pero en lugar de emplear el láser UV como medio para solidificar o curar la resina, utilizan una pantalla LCD monocromática para cumplir con el mismo objetivo.
Gracias a ella, les permite fotopolimerizar el material más rápido, ya que los píxeles de la pantalla LCD pueden solidificar áreas más grandes dentro de la tina de resina líquida que el láser UV.
En cuanto a calidad de impresión y resolución, se obtienen las mismas prestaciones que las impresoras 3D SLA. Con la diferencia de que actualmente son más fáciles de adquirir y se venden a un precio más atractivo que las anteriores.
| Pros | Contras |
|---|---|
| Son máquinas muy fáciles de usar. | Las resinas emiten un olor fuerte y pueden ser tóxicas para la salud, por lo que se recomienda usar equipo de protección personal durante su manejo. |
| Son compatibles con una amplia variedad de resinas. | Su espacio de trabajo es más limitado. |
| Son capaces de fabricar piezas muy pequeñas o aquellas con gran precisión y detalle sin problemas. | Se debe limpiar la plataforma y la tina de depósito de la resina cada vez que se usan. |
| Si se corta la electricidad, la pieza permanece pegada en la plataforma de impresión hasta que se reanuda el programa. | Sus precios son un poco más caros. |
| Son capaces de producir lotes pequeños o medianos de piezas en una sola corrida. | La luz UV directa solidifica la resina alojada en la tina. Por lo tanto, se recomienda retornar la resina sobrante a su recipiente. |
| Disponen de protección contra apagones y reanudan la impresión. | La tina y la pantalla LCD monocromática tienen vida útil. |
SLS (Sinterización Láser Selectiva)
Este tipo de impresoras utilizan un láser de alta potencia para fusionar partículas de polvo termoplástico o metal, formando así las capas.
La impresora va depositando dichas capas de polvo en una base y el láser va fundiendo las partículas en las áreas seleccionadas. El proceso continúa hasta que se completa la pieza.
| Pros | Contras |
|---|---|
| Son máquinas muy versátiles para la industria. | Su manejo es más complicado, ya que están más orientadas a las empresas. |
| Disponen de suficiente espacio para imprimir piezas de tamaño considerable. | Sus precios son más caros. |
| Son capaces de fabricar piezas que requieren gran precisión, funcionalidad inmediata y detalle sin problemas. | Requieren más tiempo para producir lotes pequeños o medianos de piezas. |
| Disponen de protección contra apagones y reanudaciones de programa. | Su mantenimiento es más complicado. |
Tipos de impresoras 3D de metal
DMLS (Sinterización Directa de Metal por Láser)
Las impresoras 3D DMLS son catalogadas como máquinas con tecnología SLS que fusionan partículas de polvo metálico y construyen la pieza depositando las capas correspondientes.
Estas impresoras 3D son ideales para la producción de piezas metálicas personalizadas, piezas de repuesto o piezas maestras para su producción en masa.
| Pros | Contras |
|---|---|
| Son máquinas muy versátiles para la industria. | Su manejo es más complicado, ya que están más orientadas a las empresas. |
| Disponen de suficiente espacio para imprimir piezas de tamaño considerable. | Sus precios son elevados. |
| Son capaces de fabricar piezas que requieren gran precisión, funcionalidad inmediata y detalle sin problemas. | Requieren más tiempo para producir lotes pequeños o medianos de piezas. |
| Son capaces de trabajar con diversas partículas metálicas, como acero inoxidable, titanio, aluminio y aleaciones de níquel. | Su mantenimiento es más complicado. |
| Disponen de protección vs apagones y reanudaciones de programa. |
Conclusión
Existen actualmente diferentes tipos de impresoras 3D, cada una con su propio proceso de fabricación.
Las máquinas FDM son las más comunes y asequibles, mientras que las impresoras SLA, SLS y DLP son más caras pero pueden producir objetos de mayor calidad y precisión. La elección de la impresora 3D adecuada dependerá en gran medida de las necesidades específicas de cada usuario.
En cuanto a las impresoras 3D de metal, son una variante importante en la industria 4.0, ya que permiten la producción de piezas funcionales metálicas de alta calidad en el momento.
Sin embargo, esta clase de impresoras 3D son muchísimo más costosas que las impresoras 3D de plástico y requieren una mayor inversión de tiempo y dinero para su mantenimiento y operación.
