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¿ Cómo funciona una impresora 3D ?

9 tipos de impresoras 3D – Guía de tecnologías de impresión 3D

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by Anatol Locker
Jan 3, 2018

Aprende a diferenciar entre los 9 tipos de impresoras 3D que hay en el mercado en este momento: FDM, SLA, DLP, SLS, SLM, EBM, LOM, BJ y MJ.

¿Tienes problemas para diferenciar tipos de impresoras 3D como FDM y SLA? ¿SLS y EBM? ¿Quieres entender cómo funciona una impresora 3D LOB y MJF?

Te entendemos perfectamente. Con tantos acrónimos es muy fácil confundir los tipos de tecnologías de impresión 3D.

Pero no tengas miedo, hemos elaborado una breve guía sobre los tipos de impresoras 3D que debes conocer. Échale un vistazo a este artículo y pronto serás capaz de diferenciarlos.

Así mismo, hemos incluido algunos vídeos que ilustran su funcionamiento. ¡Que te diviertas!

También de interés: STL File Format (3D Printing) - Simply Explained

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Modelado por deposición fundida (FDM)

¿ Cómo funciona una impresora 3D FDM ? La tecnología FDM (por sus siglas en inglés) es el método de impresión 3D más común en impresoras 3D de escritorio. El filamento termoplástico se calienta y se extruye en coordenadas de X e Y a través del cabezal de extrusión, mientras que la superficie de impresión va bajando el objeto capa por capa en la dirección Z.

De este modo el objeto se imprime de abajo hacia arriba. Si se diera el caso de que un modelo tuviera partes que sobresalen, necesitará estructuras de soporte que se puedan quitar una vez que la impresión haya finalizado.

Este tipo de impresora 3D es una manera rentable de desarrollar un producto y de crear de forma rápida prototipos en los sectores de pequeñas empresas y la educación, ya que es capaz de fabricar piezas robustas de manera eficiente y rápida.

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Estereolitografía (SLA)

¿ Cómo funciona una impresora 3D SLA ? La estereolitografía, que fue inventada por Chuck Hull en 1983, se caracteriza por ser la tecnología de impresión 3D más antigua.

Esta tecnología funciona mediante la exposición de una capa de resina líquida fotosensible a un rayo láser UV para que se endurezca y se solidifique. Una vez que el láser recorre una capa de resina en el patrón deseado, este comienza a endurecerse. Acto seguido, la plataforma de impresión del modelo, situada en el tanque líquido de la impresora, baja una capa y el láser comienza a formar la siguiente capa. Cada capa se construye sobre la anterior.

Al igual que en la tecnología de impresión 3D FDM, los objetos con partes sobresalientes impresos con estos tipos de impresoras 3D, necesitarán estructuras de soporte. Una vez completada la impresión, el objeto debe enjuagarse con un disolvente. En ocasiones también se hornea en un horno UV para finalizar el procesamiento.

La tecnología SLA crea objetos con superficies lisas y mucho detalle. Es cada vez más popular en sectores como la joyería y la odontología cosmética para la creación de moldes maleables.

La producción de interfaz líquida continua (CLIP) podría ser la próxima gran novedad en el tipo de impresión 3D SLA. Para esta tecnología de impresión 3D también se necesita resina y un rayo ultravioleta. La principal diferencia radica en una membrana permeable al oxígeno que se encuentra debajo de la resina, lo que agiliza mucho el proceso. Los creadores de esta innovadora tecnología afirman que pueden imprimir objetos 3D hasta 100 veces más rápido. Las primeras impresoras 3D con tecnología CLIP ya están en fase de prueba.

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Procesamiento digital de luz (DLP)

¿ Cómo funciona una impresora 3D DLP ? La tecnología de procesamiento digital de luz (DLP, por sus siglas en inglés) y la estereolitografía tienen muchos aspectos en común. Ambos tipos de impresoras 3D usan fotopolímeros líquidos. Ambos usan unas “resinas” que se endurecen al aplicarle luz mediante un proyector especial (DLP) y un láser (SLA).

La tecnología DLP fue inventada en 1987 por Larry Hornbeck de Texas Instrument y se volvió extremadamente popular en los proyectores. La tecnología DLP usa una red eléctrica de microespejos controlados por ordenador dispuestos en un molde sobre un chip semiconductor. Estos diminutos espejos se inclinan hacia adelante y hacia atrás. Cuando un espejo está inclinado, refleja la luz, lo que refleja un píxel brillante. Mientra que si el espejo está inclinado hacia el lado opuesto, el píxel se volverá oscuro. Este tipo de tecnología se usa en proyectores de películas, teléfonos móviles y también para la impresión en 3D. Uno de los beneficios que presenta para la impresión 3D es su velocidad: puede imprimir capas en un instante.

Los tipos de impresoras 3D DLP se utilizan principalmente en ámbitos profesionales y permiten fabricar piezas robustas con excelente resolución.  También los amantes y aficionados de la impresión 3D están construyendo sus propias impresoras 3D basándose en la tecnología DLP utilizando haces de luz o incluso teléfonos inteligentes para endurecer la resina.

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Sinterizado selectivo por láser (SLS)

¿ Cómo funciona una impresora 3D SLS ? La tecnología SLS (por sus siglas en inglés) es similar a la SLA, pero la principal diferencia está en que este tipo de impresora 3D utiliza material en polvo en el área de impresión en lugar de resina líquida. Se usa un láser para sinterizar selectivamente una capa de gránulos que une el material para crear una estructura sólida. Cuando el objeto está completamente formado, se deja enfriar en la máquina antes de retirarlo.

El SLS es ampliamente utilizado para el desarrollo de productos y la creación rápida de prototipos orientados a industrias comerciales. Asimismo, es útil para la fabricación de productos finales de uso limitado, como piezas usadas en el sector industrial (por ejemplo, piezas de maquinarias). Los materiales utilizados en el SLS pueden variar desde nailon, vidrio y cerámica hasta aluminio, plata e incluso acero.

Sin embargo, este tipo de impresora 3D requiere del uso de costosos láseres de alta potencia, lo que la sitúa un poco fuera del alcance del consumidor promedio. Pero siempre está la opción de recurrir a los servicios profesionales de impresión 3D como Shapeways, Sculpteo e i.Materialise que resultan más económicos.

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Fusión selectiva por láser (SLM)

¿ Cómo funciona una impresora 3D SLM ? La tecnología de fusión selectiva por láser se considera a veces como una subcategoría del tipo de impresora 3D SLS. La tecnología SLM usa un rayo láser de alta potencia para fundir completamente polvos metálicos transformándolos en piezas sólidas tridimensionales.

Los materiales típicos utilizados en estos tipos de impresoras 3D son: acero inoxidable, aluminio, titanio y cromo-cobalto. La tecnología SLM se utiliza en la industria aeroespacial o de la ortopedia para crear piezas con geometrías complejas y estructuras de paredes delgadas, con canales ocultos o espacios vacíos. Como se puede observar en el vídeo anterior, también se ha utilizado para fabricar turbinas de gas para la industria energética.

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Fusión por haz de electrones (EBM)

Image of Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D): Fusión por haz de electrones (EBM)

¿ Cómo funciona una impresora 3D EBM ? A diferencia de la tecnología SLM, la técnica EBM (por sus siglas en inglés) utiliza, como su propio nombre indica, un haz de electrones controlado por ordenador. Esta técnica se lleva a cabo con una alta presión al vacío y usando altas temperaturas que alcanza hasta los 1000 °C para poder fundir completamente el polvo metálico.

Este tipo de impresora 3D puede usar metales como titanio puro, Inconel718 e Inconel625 para fabricar piezas aeroespaciales e implantes médicos. Pero, si bien esta tecnología es prometedora, actualmente es muy lenta y costosa.

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Fabricación mediante laminado de objetos (LOM)

¿ Cómo funciona una impresora 3D LOM ? La LOM (por sus siglas en inglés) utiliza capas de papel, plástico o laminados metálicos recubiertos con adhesivo, que se funden bajo calor y presión, y se cortan con un láser o una cuchilla controlados por ordenador. Después de esto, en ocasiones se realiza un proceso de mecanizado y perforación. El objeto 3D se crea capa por capa, y tras cortar el exceso de material, se puede lijar o sellar con pintura.

En comparacion con los tipos de impresoras 3D SLA o SLS, la precisión dimensional de la tecnología LOM es ligeramente inferior. Sin embargo, la LOM es uno de los métodos de impresión 3D más económicos y rápidos para crear piezas relativamente grandes. También permite imprimir objetos en 3D a todo color.

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Inyección de aglutinante (BJ)

¿ Cómo funciona una impresora 3D BJ ? Este tipo de impresión 3D se inventó en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) y cuenta con múltiples denominaciones: “fusión sobre lecho de polvo”, “impresión 3D de inyección de tinta”, “impresión de gota sobre polvo” o, probablemente la más conocida, “inyección de aglutinante” o “binder jetting”.

La inyección de aglutinante es un proceso de fabricación aditiva. Este tipo de impresora 3D utiliza dos materiales: un material a base de polvo (a menudo yeso) y un agente adhesivo, que actúa uniendo las capas de polvo.  Por lo general, el aglutinante se extruye en forma líquida desde un cabezal de impresión al igual que en una impresora 2D de inyección de tinta convencional. Una vez que se termina una capa, la superficie de impresión baja y el proceso se vuelve a repetir. 

Puedes utilizar esta tecnología de impresión 3D con cerámica, metal, arena o plástico.

Este tipo de impresoras 3D tiene una gran ventaja: puedes imprimir a todo color agregando pigmentos al aglutinante (normalmente cian, magenta, amarillo, negro y blanco).  Este aspecto lo convirtió en el método preferido para los populares selfies 3D. El inconveniente que presenta este método es que peligra la integridad estructural de los objetos. No obtendrás impresiones de alta resolución y resistentes, pero hay algunas excepciones.

Podemos observar avances en este tipo de tecnología de impresión 3D. En 2016, Hewlett-Packard presentó la tecnología “Multijet Fusion” (MJF), que pretende llevar la tecnología de inyección de aglutinante al siguiente nivel.

El funcionamiento es sencillo, despliega una capa de material imprimible en 3D. Acto seguido, va inyectando tinta térmica de derecha a izquierda, depositando en todo el área de trabajo dos agentes químicos: agente fundente, para crear una capa sólida del material; y agente de detalle, para determinar la estructura de la capa que se está creando. Finalmente, se aplica energía para catalizar el agente fundente, mientras que el polvo impregnado con el agente de detalle permanece inerte.

Este tipo de impresora 3D puede usarse para la creación de prototipos de forma rápida y la fabricación a corto plazo en las industrias automotriz, médica y aeroespacial. Sin embargo, aún no se ha establecido el alcance total de las capacidades de MJF, ya que los agentes de fusión más nuevos prometen ofrecer diferentes propiedades, como impresión a todo color, conductividad, resistencia y reactividad térmica.

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Tipos de impresoras 3D (tecnología de impresión 3D) Inyección de material (MJ) / Moldeo a la cera perdida

¿ Cómo funciona una impresora 3D MJ ? La tecnología de inyección de material, más conocida como “moldeo a la cera perdida”, no fue inventada por nadie en concreto, sino que se trata de una técnica utilizada por joyeros desde hace siglos. El moldeo a la cera perdida (o fundición de precisión) es un proceso de producción que principalmente permite fabricar joyas personalizables de muy alta calidad en varios metales. Pero con la impresión en 3D, finalmente hay un proceso para automatizar el moldeo a la cera perdida, y para la mayoría de los joyeros ha supuesto un gran avance.

Por lo tanto, se ha convertido en el tipo de tecnología de impresión 3D más popular entre los profesionales del sector de la joyería, y también de aquellos que quieren experimentar con moldes. 

Hay varias impresoras 3D profesionales como la «Wax Jet» de Statasys que utilizan la tecnología del moldeo a la cera perdida. Para probar esta técnica de impresión 3D no es necesario comprar una impresora. Existen servicios de impresión en 3D como Shapeways o Sculpteo que utilizan máquinas con tecnología MJ o MJM para esta tarea.

La cera fundida se deposita en capas sobre una plataforma de aluminio mediante varias boquillas que recorren el área de construcción. A medida que el material caliente entra en la superficie de impresión, se solidifica. En este caso, se usa un tipo diferente de cera con una temperatura de fusión baja, la cual se deposita debajo de las partes que sobresalen del producto, actuando como soporte de la estructura. Cuando finaliza la impresión, se coloca en un baño caliente que funde el material de soporte. 

La cera moldeable es muy frágil y debe manipularse con cuidado. Esta comenzará a ablandarse alrededor de los 60 °C  y se fundirá a los 80 °C. Se deforma y debilita lentamente, así que te aconsejamos que seas rápido.

Si deseas experimentar con el moldeo a la cera perdida en una impresora FDM convencional, deberás probar el filamento Moldlay.

Ahora sabes todo lo necesario sobre los 9 tipos de impresoras 3D que se utilizan hoy en día. Esperamos que te hayamos servido de ayuda para entender cómo funciona una impresora 3D y que con toda esta información puedas elegir la impresora que más te conviene.

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