El diseño e impresión 3D son una de las grandes tendencias de los últimos años, y para conseguirlos existen diversas tecnologías con las que se puede fabricar casi cualquier tipo de pieza.

Sin embargo, cada una de estas tecnologías tienen diferentes aplicaciones, precios y público objetivo, así como características particulares.

A continuación, te explicaremos en qué consisten y cuáles son sus principales potencialidades.

1. Extrusión de materiales

Es un proceso usado en la impresión 3D que consiste en empujar un filamento de material termoplástico sólido a través de una boquilla calentada, el cual se va derritiendo en el proceso.

Posteriormente, el material es depositado por la impresora en una plataforma de construcción a lo largo de una trayectoria predeterminada, donde se enfría y solidifica el filamento para formar un objeto sólido. Este objeto se va formando capa por capa desde la base.

Tipos de tecnologías de diseño e impresión 3D por extrusión de materiales:

• Modelado por deposición fundida (FDM)
• Fabricación con filamento fundido (FFF)

Sus principales ventajas son

• Gama completa de colores;
• Acabado de superficie óptimo;
• Múltiples materiales disponibles: metales, plásticos, cauchos, cerámicas, alimentos, etc.
• Económico;
• Permite fabricar piezas muy precisas para diferentes sectores industriales;
• Su precisión dimensional es ±0,5 % (límite inferior ±0,5 mm);
• Ideal para crear prototipos;
• Hoy en día es la única tecnología con la que se puede fabricar termoplásticos de alto impacto y alta ingeniería sin necesidad de postprocesos al material;
• También se puede utilizar para la producción en serie a nivel básico.

Gracias a estas ventajas, es una técnica de impresión 3D que se usa en muchas industrias, principalmente para la validación de modelos visuales y/o partes funcionales, o para aplicaciones de tipo de prototipado. En los campos que más se usan son:

• Aeroespacial
• Arquitectura
• Automotriz
• Medicina

Por otro lado, las aplicaciones más comunes son en pruebas de forma y ajuste, carcasas eléctricas, plantillas y fijaciones, y en patrones de fundición de precisión.

Sin embargo, sus principales desventajas son la fragilidad, que no es adecuado para piezas mecánicas y que tiene un mayor coste que la tecnología SLA o DLP para fines visuales.

2. Estereolitografía (SLA)

Se llaman comúnmente “impresoras de resina” y son una tecnología láser que usa una resina líquida sensible a la luz UV, este rayo escanea la superficie de la resina y endurece el material de forma selectiva, de manera que la pieza 3D se crea desde la base hacia arriba.

Los apoyos que se necesitan son generados automáticamente y deben ser retirados de forma manual al finalizar el proceso.

Esta tecnología es la más utilizada en la creación de prototipos para todas las áreas de la industria gracias a su velocidad, y también —dependiendo de la calidad de la impresora— permite obtener piezas funcionales inmediatas.

Sus principales características son:

• La elevada precisión en la reproducción de detalles;
• La buena tolerancia dimensional: ±0,5 % (límite inferior ±0,15 mm). Si los ensayos térmicos y mecánicos no son muy exigentes, esto permite crear modelos funcionales;
• La calidad superficial que permite impecable en muy poco tiempo;
• Además permite diferentes acabados, ya sean pintados, metalizados, con transparencias, etc.
• Ideal para los acabados superficiales muy lisos e incluso transparentes.

Por otro lado, al comparar el resultado de las piezas creadas con la estereolitografía con las obtenidas a través de la FDM podemos decir que con esta impresora obtenemos piezas de mejor calidad y acabados.

Debido a sus características esta tecnología de diseño e impresión 3D es excelente en la creación de:

• Prototipos visuales para sesiones fotográficas y pruebas de mercado;
• Prototipos para pruebas funcionales limitadas;
• Alternativas a los prototipos de láminas de metal cuando, para el acabado exterior, se usa el proceso de chapado metálico;
• Producción de geometrías complejas a pequeña escala y modelos artísticos de gran tamaño;
• Modelos con alto nivel de detalle y superficies alisadas para presentaciones;
• Piezas maestras para técnicas de copiado (como la colada al vacío);
• Modelos para fundición a la cera perdida;
• Para la producción de moldes de inyección o fundiciones, principalmente para el mundo de la joyería y la odontología.

Sus principales inconvenientes son que una vez que la pieza esté impresa es necesario lavarla y curarla para que endurezcan.

Además, que la impresión es frágil y no es adecuado para piezas mecánicas.

3. Sinterizado selectivo por láser (SLS)

Es una tecnología de fabricación aditiva la cual usa un láser para sinterizar pequeñas partículas de polímero en polvo, el cual posteriormente convertirá en una estructura sólida basada en un modelo 3D.

El material más común para esta tecnología es el nailon, este es ideal para ensamblajes complejos y piezas duraderas con una alta estabilidad ambiental.

Además, el nailon es resistente a la luz, la radiación UV, la humedad, el calor, la temperatura, los disolventes y el agua.

Por consiguiente, las piezas creadas con esta tecnología son rígidas, resistentes, duraderas y robustas, y pueden soportar impactos y desgastes repetidos.

Gracias a esto, el sinterizado selectivo por láser permite producir diseños complejos con precisión y gran calidad, y ofrece resultados más rápidos y asequibles.

Las piezas SLS se usan en la creación rápida y producción de prototipos en muchas industrias como la:

• Automotriz;
• Aeroespacial;
• Atención médica;
• Productos industriales, como maquinaria especial;
• Productos de consumo;
• Y, en las industrias de arquitectura y construcción.

Por su bajo coste, el alto nivel de productividad y materiales resistentes, esta es una tecnología de diseño e impresión 3D ideal para diversas aplicaciones que van desde la fabricación rápida de prototipos hasta la producción de pequeños lotes, el bridge manufacturing —o lanzamiento rápido de producto—, o la fabricación a medida.

Además, las piezas funcionales creadas a través del sinterizado selectivo por láser se utilizan para la robótica, los drones, joyas y relojes, maquinaria especial, equipos deportivos, dispositivos ioT, tecnología ortopédica, calzado, dispositivos médicos o educación.

¡Muy bien! Ya conoces 3 de las principales tecnologías de diseño e impresión 3D.

Ahora, si quieres conocer la importancia de la alianza academia-empresas en la actualidad, te invitamos a que leas nuestro contenido sobre la Industria 4.0 en la educación. ¡Te despejará todas tus dudas!