En el mercado actual de la impresión 3D de escritorio, los dos ámbitos más populares son la impresión mediante modelado por deposición fundida (FDM) y la impresión basada en resina. Aunque se pueden hacer (y se hacen) generalizaciones y suposiciones sobre sus diferencias (por ejemplo, la FDM es más barata, la resina es mejor para los detalles) hay algunas otras cosas que debes saber antes de decidirte por una u otra.
En este artículo, nos sumergiremos en las diferencias entre ambas y hablaremos de tecnologías, materiales, puntos fuertes individuales, rangos de precios, etc.
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Ahora ya puedes seguir leyendo para saber qué tipo de impresora es la más adecuada para ti.
Impresión de FDM
La impresión 3D mediante modelado por deposición fundida (FDM) es una tecnología de impresión 3D específica que se engloba en la categoría más amplia de «extrusión de material» dentro de la fabricación aditiva. Como su nombre indica, cualquier máquina incluida en esta categoría extrude material siguiendo un patrón específico para producir una forma final, y la impresión de FDM utiliza plástico fundido (a veces combinado con otros materiales) como medio de extrusión.
El modelado por deposición fundida (FDM) funciona de forma muy similar a una pistola de pegamento caliente: se introduce un hilo sólido en un cabezal caliente que lo funde y permite que fluya y se deposite en capas planas. En el caso de una impresora, estos movimientos dentro de una capa se dirigen con precisión a lo largo (en su mayor parte) de los ejes X e Y de un sistema de coordenadas cartesianas. La primera capa se deposita sobre una superficie de impresión, donde se enfría y se solidifica rápidamente. A continuación, se añade otra capa sobre la anterior y se repite el proceso, construyendo un objeto 3D lentamente, capa a capa.
A diferencia de la impresión con resina, en la que existen varios enfoques para el proceso de impresión en sí, con la impresión de FDM el proceso de extrusión y deposición del plástico caliente es bastante similar en todas las máquinas. Por ello, todas las impresoras de FDM pertenecen técnicamente a la misma categoría. No obstante, existen diferentes tipos de impresoras de FDM, siendo la más popular la impresora rectilínea (también conocida como impresora «cartesiana», aunque esta denominación puede prestarse a confusión).
El área donde se producen los mayores cambios es en las impresoras multimaterial, que son capaces de imprimir múltiples colores y materiales en una sola impresión. Además, algunas impresoras de FDM de una sola extrusión pueden mejorarse con complementos, como la MMU 2S de Prusa y la Mosaic Palette 2S Pro.
Impresión en resina
«Impresión de resina» es más bien un término genérico para las tecnologías de impresión 3D que entran dentro de la categoría de polimerización en tanque de la fabricación aditiva.
La mayoría de las impresoras de resina incorporan un contenedor con una lámina inferior transparente y flexible, también llamado tanque, que se llena con una resina fotosensible que se cura, o solidifica, al entrar en contacto con la luz ultravioleta. A continuación, la plataforma de impresión se sumerge en el tanque y una fuente de luz situada bajo el fondo transparente cura la resina según un patrón específico, fijando la primera capa endurecida a la plataforma.
Posteriormente, la plataforma de impresión se mueve hacia arriba para crear espacio para la siguiente capa y permitir que fluya nueva resina entre la capa anterior y el fondo del tanque. Esta nueva capa se endurece mediante la fuente de luz, y el proceso se repite hasta que se crea el objeto 3D acabado.
Las diferencias entre los tipos de impresoras de resina radican en cómo se genera la luz y en cómo se aplica sobre la resina. Estas diferencias tecnológicas hacen que cada uno de los siguientes tipos de impresión con resina constituya una tecnología propia.
Impresión de LCD
La forma más accesible de impresión con resina es la llamada impresión de LCD (también conocida como impresión mediante estereolitografía enmascarada o MSLA). Una impresora LCD utiliza una potente fuente de luz ultravioleta que puede iluminar toda una capa a la vez. Esta luz se bloquea selectivamente y se deja pasar a través de una pantalla de cristal líquido (LCD) situada encima de la luz ultravioleta. La pantalla de LCD muestra una imagen en negativo de la capa para dejar pasar la luz únicamente allí donde la resina debe curarse.
Se dice que el uso de esta tecnología a veces disminuye la calidad de la impresión porque la resolución de la pantalla LCD determinará la resolución de la impresión. A cambio, la impresión de LCD es también el tipo de impresión de resina más rápido. Las impresoras LCD son, con diferencia, las impresoras de resina más baratas y, por lo tanto, son más adecuadas para principiantes y aficionados.
Impresión de SLA
El primer tipo de impresión de resina (y, de hecho, el primer tipo de impresión 3D) es la estereolitografía, también conocida como SLA. A diferencia de una pantalla LCD
Esta tecnología es muy similar a la de las impresoras LCD; sin embargo, la fuente de luz utilizada es un láser. Este láser se orienta hacia el tanque mediante un espejo controlado por un motor que puede cambiar su ángulo de reflexión. El láser traza sobre la resina la forma de la capa actual, del mismo modo que el cabezal de una impresora 3D de FDM traza una nueva capa punto por punto.
Esta tecnología suele ser más cara que la LCD debido a su mayor complejidad y al número de piezas móviles, pero suele ofrecer una alta resolución.
Impresión de DLP
La última tecnología popular de impresión con resina es la impresión mediante DLP, que utiliza un proyector de procesamiento digital de la luz (DLP). Esta tecnología es bastante similar a la impresión de LCD, ya que se expone a la luz ultravioleta toda una capa al mismo tiempo. La diferencia entre ambas radica en la forma en que la luz incide sobre la resina. En concreto, el proyector proyecta una imagen sobre un conjunto de espejos, que, a su vez, dirigen la imagen reflejada hacia el fondo del tanque, sin necesidad de una pantalla adicional para bloquear la luz innecesaria.
Este método de impresión es el menos común de los tres mencionados aquí, ya que su calidad de impresión se ve afectada por la resolución de la imagen proyectada, dejando a menudo pequeños píxeles en una impresión acabada. Desde una perspectiva «histórica», podría decirse que la impresión DLP allanó el camino para pasar de la impresión SLA a la LCD.
Materiales
Por la naturaleza de su funcionamiento, existen grandes diferencias entre los materiales utilizados para la impresión de FDM y la impresión de resina. Sin embargo, dentro de cada uno de los dos grupos, también hay mucha variedad.
FDM
El principal requisito para un material de impresión de modelado por deposición fundida o FDM es que tenga una base termoplástica. Estos materiales se presentan en forma de una larga hebra de plástico, con un diámetro de 1,75 o 2,85 mm, enrollada en una bobina.
El tipo de material más popular se llama ácido poliláctico (PLA); es el filamento más utilizado debido a su facilidad de uso y alta calidad. El material también es casi inodoro y uno de los materiales de impresión 3D menos perjudiciales para el medio ambiente. Hay muchas cosas que se pueden imprimir con PLA, incluidos modelos que pueden estar en contacto con alimentos, suponiendo que se opte por marcas debidamente certificadas.
Otro material muy popular es el tereftalato de polietileno modificado con glicol (PETG). Al igual que el PLA, este material es muy fácil de usar, pero tiene propiedades mecánicas mucho mejores, como una mayor dureza y una mayor flexibilidad. La principal diferencia es que el PETG se imprime a unos 245 °C, mientras que el PLA lo hace a unos 200 °C. El PETG es ideal para una gran variedad de usos, incluida la creación de modelos que estarán expuestos a condiciones climáticas variables o que requieran más resistencia o durabilidad.
Algunos materiales para FDM más avanzados, como el ABS o el nailon relleno de filamentos de carbono, requieren configuraciones especiales de la impresora y de seguridad para poder utilizarlos con éxito. Estos materiales suelen requerir temperaturas del cabezal más altas que las del PLA y una cama de impresión caliente para evitar que el material se encoja al enfriarse.
Estos materiales avanzados también funcionan mejor cuando se dispone de una carcasa que rodee la zona de impresión. Esta carcasa o cerramiento no solo mantiene el aire interno uniforme, sino que también evita que se escapen humos nocivos. Estos pueden tener muchos efectos negativos, desde simplemente oler mal hasta ser perjudiciales para el sistema respiratorio. Para evitarlo, muchas máquinas de gama alta con carcasa incorporan sistemas de filtrado que filtran el aire interior y eliminan las partículas.
No hay que subestimar la versatilidad que ofrecen los filamentos y la tecnología de impresión que hay detrás de ellos: existen versiones de madera, seda, mármol, transparentes, fosforescentes, que cambian de color y de arco iris, por nombrar solo algunas opciones de PLA, así como un montón de diferentes combinaciones con fibra de carbono, metal, PC, nailon, e incluso filamentos reciclados. Como consecuencia, las impresiones de FDM se adaptan a muchas formas y usos diferentes.
También hay que tener en cuenta que las bobinas de filamento deben almacenarse correctamente e incluso secarse antes de su uso, ya que la mayoría de filamentos son higroscópicos.
Resina
Con las impresoras de resina, la selección de materiales es un poco más limitada pero sigue siendo muy versátil, e incluye desde plásticos normales hasta los moldeables, flexibles y lavables con agua. Todas las resinas se almacenan en frascos o bolsas resistentes a los rayos ultravioleta, que impiden que estos penetren en el envase e incidan en la resina, lo que la endurecería antes de su uso.
Las diferentes resinas tendrán diferentes ajustes de impresión, como por ejemplo el tiempo de exposición (que también depende del color de la resina).
Hay que tener en cuenta que, aunque algunas marcas ofrecen más variedad de colores, para obtener una impresión multicolor habría que imprimir las piezas por separado (quizá añadiendo primero un pin de ubicación). Como alternativa, también es posible teñir la resina para obtener resultados diferentes.
La tecnología utilizada puede afectar a la resina seleccionada. Las resinas se curan de forma diferente en función de la longitud de onda de la luz, por lo que debe comprobarse su correcta compatibilidad en función de la configuración de impresión. Los láseres para estereolitografía suelen emitir ondas de unos 395 nm, mientras que las impresoras LCD y DLP tienen una longitud de onda de unos 405 nm.
Resolución y calidad
La impresión de FDM y la impresión de resina tienden a diferir en la calidad y resolución de las piezas acabadas. Estos factores van desde el aspecto general hasta la calidad de los pequeños detalles, pero también incluyen factores mecánicos, como la dureza.
FDM
Una de las diferencias más evidentes entre la impresión de FDM y la impresión de resina es la resolución. Dado que las impresoras de FDM utilizan capas de plástico fundido para crear modelos, los resultados tienden a ser menos precisos y detallados, ya que el material se deposita normalmente en líneas de 0,4 mm de ancho. Las capas reales también son grandes en comparación con la impresión de resina, oscilando entre 0,1 y 0,35 mm por capa. Esta altura de capa crea líneas visibles en todas las superficies y a menudo impide que las piezas impresas mediante modelado por deposición fundida se utilicen como modelos finales.
Para resolver el problema de las líneas de las capas visibles, las impresiones acabadas pueden lijarse o incluso alisarse utilizando vapores disolventes. Estos métodos pueden lograr que las impresiones de FDM tengan un aspecto completamente liso, pero requieren tiempo y habilidad para hacerlo bien, además de que también pueden eliminar los detalles más pequeños de la superficie.
Otra cualidad de las impresiones acabadas es su dureza. En este aspecto, las impresiones mediante FDM suele brindar mejores resultados que la impresión con resina, en lo cual pueden influir determinados ajustes de impresión dependiendo del material utilizado. Por ejemplo, si se utiliza un porcentaje de relleno elevado, un patrón de relleno adecuado y un mayor grosor de pared, la pieza será más resistente, pero a su vez aumentará el tiempo de impresión.
Resina
Por otro lado, las impresoras de resina suelen crear modelos mucho más detallados. Por este motivo, la impresión de resina es ideal para miniaturas o modelos de gran detalle cuyo uso compense el esfuerzo adicional que supone.
Debido a las tecnologías aplicadas en este caso, las alturas de capa son increíblemente pequeñas, oscilando entre 10 micrones (0,01 mm) y 100 micrones (0,1 mm). La altura de capa estándar es de 50 micrones (0,05 mm), aproximadamente una cuarta parte de la de la impresión de FDM. La resolución XY también se sitúa en este rango.
Esta diminuta altura de capa permite la impresión de detalles increíbles y objetos de alta calidad. A menudo, en las impresiones acabadas no resultan visibles las capas en sí, sino que parecen más bien una pieza sólida y lisa de plástico. En cualquier caso, las piezas finales también pueden lijarse para conseguir una suavidad aún mayor, pero este paso es innecesario en la mayoría de los casos, ya que las capas ya son muy finas.
En cuanto a la dureza, las resinas resistentes producen piezas impresas que suelen ser más sólidas que las de FDM. Sin embargo, es una comparación delicada porque depende de los materiales de FDM con los que se compare.
Velocidad
Otra gran diferencia entre la impresión de FDM y la de resina es la velocidad de impresión. Esta depende de muchos factores, como la tecnología específica utilizada y los ajustes de impresión.
FDM
El tiempo que tarda una impresora FDM en finalizar una impresión depende principalmente del tamaño del objeto que se esté imprimiendo, así como de la altura de capa, el relleno y la velocidad seleccionados. En pocas palabras, cuanto mayor sea el objeto y menor sea la altura de las capas, más tiempo requerirá la impresión, y viceversa.
Otro ajuste que afecta al tiempo de impresión es la densidad del relleno. Cuanto mayor sea la densidad del relleno, más filamento tendrá que colocar la impresora y más tiempo llevará la impresión.
Resina
Cuando se trata de impresiones con resina, el tiempo de impresión es un poco más fácil de determinar. Con la impresión LCD y DLP, las capas se endurecen rápidamente debido a que una capa entera se solidifica en entre 2 y 10 segundos, independientemente de la cantidad de resina que se endurezca por capa. Con las máquinas de SLA, el tiempo de impresión es significativamente mayor, ya que el láser tiene que desplazarse por cada punto.
Otras variables que afectan al tiempo de impresión son la altura del eje Z, la altura de la capa y el tiempo que tarda la impresora en mover la cama de impresión hacia arriba y hacia abajo para crear la siguiente capa. No obstante, suponiendo que se utilice una impresora LCD, puede decirse que, en la mayoría de los casos, la impresión con resina es significativamente más rápida que la impresión de FDM.
Facilidad de uso
La facilidad de uso de una impresora 3D es un aspecto que preocupa por igual a principiantes y a usuarios avanzados, ya que más trabajo conlleva más tiempo sin imprimir (o haciendo otras cosas). Las distintas tecnologías de FDM y de resina plantean tanto ventajas como desafíos.
FDM
Por lo general, las impresoras de FDM son fáciles de usar y, por lo tanto, una opción sencilla para los principiantes.
Una vez cargado el filamento, basta con iniciar la impresión. Cuando el proceso de impresión finaliza, retirar la pieza debería resultar fácil y, en la mayoría de los casos, esta se puede utilizar inmediatamente para la finalidad prevista. Algunas impresiones, como los recipientes resistentes al agua, pueden requerir ajustes muy precisos o algún tipo de recubrimiento antes de estar totalmente listos para su uso. Y, como ya se ha mencionado, puede ser necesario un posprocesamiento para conseguir una estética determinada.
Naturalmente, el modelado por deposición fundida sigue planteando algunos problemas, como el encordado o stringing, el alabeo o warping y la pata de elefante. Las máquinas de FDM suelen requerir más mantenimiento y calibración para evitar que se produzcan estos problemas.
Resina
A diferencia de la impresión de FDM, la impresión con resina requiere un poco más de esfuerzo para garantizar su seguridad y un resultado satisfactorio. En primer lugar, la resina es tóxica, lo que significa que tocarla no es seguro, ni tampoco inhalar sus vapores. Debido a este peligro, se necesitan guantes y máscaras para manipular la resina y las impresiones antes de que estén completamente curadas.
Una característica clave de todas las impresoras de resina es que cuentan con una campana que cubre el área de construcción y el tanque de resina. Estas cubiertas suelen ser de plástico transparente de color naranja o rojo. Su función principal es impedir que los rayos ultravioleta incidan en la resina no curada del tanque y proteger los ojos del usuario de la luz ultravioleta de la impresora. Además, la campana debe impedir que se propaguen los humos tóxicos y a menudo malolientes.
Una vez cargada la resina en el tanque de la máquina, el proceso de impresión es relativamente sencillo. Sin embargo, una impresión recién sacada de la impresora sigue cubierta de resina sin curar. Esta resina debe retirarse mediante un disolvente, en la mayoría de los casos alcohol isopropílico. A continuación, la impresión debe curarse completamente bajo una fuente de luz UV, como una lámpara específica o simplemente el sol, para que adquiera su estado final. Una vez completados todos estos pasos, la impresión puede manipularse con normalidad y ya no es tóxica.
Estos pasos adicionales significan que la impresión 3D con resina tiene una curva de aprendizaje más pronunciada, por lo que no es tan fácil para los principiantes como la impresión de FDM. Además, el espacio de trabajo general también tendrá que ser más grande y estar equipado con suministros e instalaciones adicionales (para el curado y el lavado).
Las impresoras de resina presentan algunos problemas comunes que provocan impresiones fallidas, pero en general son más fáciles de solucionar que con las impresoras de modelado por deposición fundida (FDM). El fallo más frecuente es que las capas curadas no se adhieren a la placa de impresión.
Y como nota final e igual de importante, es imprescindible desechar la resina de forma adecuada.
Precio
Otro factor decisivo es el precio de cada uno de los tipos de impresoras. Ambas pueden adquirirse por un precio relativamente bajo, con máquinas disponibles a partir de los 200 dólares. Sin embargo, a medida que aumentan el tamaño y la calidad, las impresoras de resina se encarecen más rápidamente que las de FDM.
En el caso de la tecnología de FDM, hay grandes opciones de menos de 200, 300, y 500 euros, aunque las que tienen un mayor espacio de construcción pueden ser un poco más caras. Dicho esto, aunque existen excelentes impresoras de resina, los precios de las más grandes doblan, como mínimo, los de las impresoras de FDM de mayor tamaño.Por ejemplo, la impresora de resina a gran escala Phrozen Sonic Mega 8K, con un espacio de construcción de 330 x 185 x 400 mm, cuesta alrededor de 2 200 dólares. En cambio, una impresora de modelado por deposición fundida, como la Anycubic Kobra Max, con un espacio de construcción de 400 x 400 x 450 mm, cuesta solo unos 570 dólares.
Además del precio de la propia máquina, hay que tener en cuenta que el mantenimiento de las impresoras de resina también suele ser más caro. Las impresoras de resina con pantalla LCD necesitan renovar la pantalla tras unas 2 000 horas de uso, y el precio de dichas pantallas depende del tamaño. Por otro lado, aunque menos comunes en el mercado de los aficionados, las impresoras de procesamiento digital de la luz (DLP) ofrecen unas 20 000 horas de uso. A su vez, el coste de mantenimiento de las impresoras de FDM suele ser insignificante, ya que hay disponibles multitud de piezas de recambio asequibles.
¿Cuál elegir?
Y ahora la pregunta más importante: ¿cuál te conviene?
En general, si lo que buscas es una máquina que puedas personalizar para imprimir un poco de todo, las de FDM son las adecuadas para ti. Estas máquinas son perfectas para imprimir una amplia variedad de objetos con una calidad razonable, desde grandes soportes estructurales lo suficientemente resistentes como para soportar cargas pesadas, hasta modelos más pequeños con pocos detalles y accesorios.
Pero cuando se trata de modelos pequeños y detalles impresionantes (impresiones que se benefician de la transparencia, dureza o flexibilidad del material, o una incursión en la impresión de joyas), la impresión con resina es el camino a seguir. Aunque la curva de aprendizaje puede ser un poco más pronunciada y la inversión inicial un poco mayor, sigue siendo una opción apta para aficionados.
Si es necesario tomar una decisión entre una u otra alternativa, esta se reduce básicamente a lo siguiente: ¿Qué quieres imprimir y para qué?
Licencia: El texto del artículo "Resina vs filamento (impresora 3D): las diferencias" de All3DP está bajo una licencia de Atribución 4.0 CC BY 4.0..