Todos los objetos que nos rodean han sido fabricados de manera muy diversa. Por ejemplo, para las farolas de la calle se funde aluminio a 700 ºC y se aplica en moldes, mientras que para la mayoría de los muebles se prensan chapas de madera previamente secadas.
Es decir, la manera de fabricar no es aleatoria: para cada producto, se selecciona un proceso teniendo en cuenta el compromiso entre coste, técnica y sostenibilidad.
En la impresión 3D ocurre lo mismo. Dependiendo del grado de detalle de la pieza, su tamaño o las características mecánicas que deseamos que tengan, las tecnologías de fabricación son diferentes.
De manera general, podemos diferenciar cuatro técnicas: la Deposición fundida, la Fotopolimerización y la Sinterización.
Deposición fundida
El modelado por deposición fundida (FDM, por sus siglas en inglés) es la técnica más utilizada en la impresión 3D. Consiste en depositar el material de impresión capa a capa hasta conformar el objeto.
Para aplicar esta tecnología es imprescindible que el material de impresión pueda ser fundido por la impresora 3D. Aunque hay una gran variedad de materiales, en general existen los siguientes:
Impresión 3D por filamento fundido (FDM).
– PLA: es el más común. Fácil de imprimir, barato e industrialmente biodegradable. Aunque también es un material frágil y que se degrada a la intemperie.
– ABS: fue el primer material de impresión 3D FDM. Destaca por ser resistente a los golpes y a las altas temperaturas. Es, de hecho, el material que se utiliza para los elementos plásticos de la industria de la automoción.
– PETG: equivalente al material PET, del que se fabrican las botellas plástico. Es por tanto reciclable y translúcido, y más resistente que el PLA.
– ASA: podría considerarse el ABS mejorado. Es adecuado para elementos ubicados al exterior porque es resistente a los rayos UV, no cambia su color con la luz del sol y resistente a la temperatura y la humedad.
Impresión 3D FDM. Leonhard Lenz, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons
El filamento es empujado por el extrusor a la boquilla, que lo calienta a una temperatura del orden de cientos de grados (dependiendo del material) y lo deposita sobre la cama de impresión. En cuestión de segundos, el material se solidifica cuando entra en contacto con el ambiente.
Fotopolimerización
Esta técnica consiste en endurecer un material sensible a la luz al hacer uso de ella. Aunque parezca mentira, fue la primera técnica de impresión 3D, remontándose nada más y nada menos que a los años 80.
Probablemente la tecnología más extendida sea la estereolitografía (SLA), en la que se utilizan resinas líquidas como material fotopolimérico. Se tiene una cuba de resina líquida, que se cura conforme la impresora proyecta un láser de luz ultravioleta sobre ella. Si en lugar de una resina se tiene un polímero líquido, la tecnología es la de fotopolimerización por luz ultravioleta (SGC), aunque sigue los mismos principios.
Otra tecnología de fotopolimerización es el procesamiento digital de luz (DLP), cuya única diferencia es que la luz que utiliza es de un proyector de luz digital, creando una sola imagen por capa .
Ambas tecnologías ofrecen piezas de alta calidad y acabados excepcionales, aunque las piezas se degradan con la luz solar fácilmente y no son especialmente resistentes.
Sinterización
La sinterización es un tratamiento térmico que se utiliza para unir partículas de polvo para conformar un objeto sólido.
La técnica más común, que también utiliza un láser, es la sinterización por láser selectiva (SLS). Sigue los principios de la SLA solo que, en lugar de una resina líquida, hace uso de material en polvo (cerámica, cristal, materiales metálicos…). El láser impacta en el polvo uniendo las partículas por sinterización.
Si el láser no solo funde el material en polvo, sino que lo derrite, hablamos de fundición por láser selectiva (SLM). Si, por el contrario, el lugar de un láser se utiliza un haz de electrones, hablaríamos de fusión por haz de electrones (EBM).
Sinterización láser. Rsabbatini at the English-language Wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Esta tecnología es adecuada para geometrías muy complejas, aunque el acabado no es el mejor (superficie porosa, como cabía esperar) y presenta un coste mayor que el resto.
En función de los materiales que se desean unir, se definen técnicas más específicas como la DMLS (aleaciones) o la SHS (termoplásticos) Si indagas más sobre las diferentes técnicas, es posible que veas la SLS y la SLA dentro del mismo grupo, como técnicas que utilizan láser.
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