Piezas impresas en 3D
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por Fabricación Online

El modelado de deposición fundida es un proceso de impresión en 3D en el que el plástico fundido, y en raras ocasiones, los metales licuados, se aplican en capas a una plataforma de trabajo. Capa por capa, el MDF crea un modelo impreso en 3D. La base del proceso MDF es un modelo digital 3D, que se descompone en un gran número de capas individuales (cortes) mediante programas especiales de CAD. Estas capas son transferidas a la plataforma de trabajo por la impresora 3D.

Las ventajas del modelado de deposición fundida son principalmente el bajo costo y la rápida implementación de la impresión en 3D. Esto permite plazos de entrega cortos y una impresión económica. Además, los componentes impresos son extremadamente estables en cuanto a sus dimensiones. Las desventajas son la baja precisión de las piezas impresas y la visibilidad de las capas de impresión individuales. Con ciertos materiales, especialmente el ABS, las piezas delgadas pueden doblarse - el llamado "efecto de urdimbre". Otra desventaja en algunos casos es la peculiaridad técnica de la impresión FDM, que los sólidos no son sólidos sino que siempre se imprimen con una estructura de relleno.

Básicamente, todos los termoplásticos pueden utilizarse como materiales para la impresión MDF. El ABS, las poliamidas, el PEEK o el PA6 se utilizan con frecuencia, así como los policarbonatos, el PET o el polipropileno para la impresión MDF. Las impresiones MDF hechas de metales todavía están siendo probadas. Sin embargo, esto todavía no se ha implementado a escala industrial.

La estereolitografía es el proceso de impresión 3D más utilizado hasta la fecha. La estereolitografía (SLA) fue inventada ya en 1983 - y todavía se utiliza industrialmente casi sin cambios. La estereolitografía utiliza las propiedades de fotocurado de los fotopolímeros para imprimir componentes en 3D. Los fotopolímeros, por ejemplo, las resinas epoxi o sintéticas, se encuentran en un baño de plástico líquido. Consiste en los monómeros básicos del plástico. Se utiliza un láser para curar los plásticos en los puntos especificados por un modelo CAD. Una vez que una capa se ha endurecido, la plataforma de trabajo de la impresora 3D se baja unos milímetros. Un limpiador extiende una nueva capa de plástico líquido y el láser se utiliza de nuevo. El objeto deseado se construye así capa por capa.

Por razones técnicas, sólo se utilizan resinas plásticas fotosensibles (epoxi, acilo o elastómero) como materiales para la estereolitografía. El SLA se utiliza para la producción de modelos de filigrana, modelos de diseño y prototipos, pero también para la producción de componentes funcionales o modelos maestros para el moldeo. Como desventaja, se debe mencionar la fragilidad de los objetos creados, lo que limita las áreas de aplicación. Dado que durante la impresión SLA no se pueden evitar los trabajos de repaso extensos como el curado de los objetos en un armario UV o la eliminación manual de las estructuras de soporte, el proceso es comparativamente costoso.

Piezas sólidas con alta precisión, alta resolución y en el menor tiempo posible: Multi Jet Fusion es sin duda una de las tecnologías más potentes en la impresión 3D hoy en día. En el proceso se aplica un líquido termoconductor, el llamado "agente de fusión", a una capa de polvo de material (normalmente poliamida 12). Una fuente de calor infrarrojo se utiliza directamente después. El agente de fusión asegura que las áreas que moja se calienten más que el resto del material en polvo. Esto asegura que el material se funde. Para conseguir bordes afilados y contornos precisos, se utiliza otro agente, conocido como el "Agente de Detalle". Este agente se aplica exactamente alrededor de las áreas donde se utiliza el Agente Fusor. Esto crea una diferencia significativa en la temperatura - y se crean los bordes afilados y los contornos precisos deseados.

Las ventajas del proceso de Multi Jet Fusion residen en la casi 100% de densidad de los componentes impresos y en la alta velocidad de la impresión. La velocidad de impresión de las MJF es aproximadamente 10 veces mayor que la de otros procesos comparables. Debido a las pequeñas gotas utilizadas en Multi Jet Fusion para la impresión en 3D, la resolución (1.200 dpi) supera cualquier otro método de fabricación aditivo. La superficie algo rugosa de los objetos impresos y la limitación a un solo material pueden ser catalogados como desventajas (PA 12). Si se desean colores distintos al gris o al negro para los objetos impresos, se incurrirá en gastos adicionales para el recubrimiento.

El proceso PolyJet, a veces también llamado Modelado MultiJet, es uno de los procesos más extendidos en la creación de prototipos rápidos. En el proceso PolyJet, se utiliza un cabezal de impresión para aplicar un fotopolímero en capas a una plataforma de construcción para la impresión 3D. El fotopolímero se dispersa en diminutas gotas y se cura inmediatamente con luz UV. En la impresión 3D de PolyJet se pueden obtener espesores de capa muy finos de sólo 16 - 32 µm, lo que confiere a los modelos un nivel de detalle extremadamente alto. Además, se crean superficies lisas similares a las producidas por el moldeo por inyección. La impresión PolyJet también facilita la combinación de varios materiales diferentes para una pieza de trabajo. Por ejemplo, se pueden combinar materiales sólidos y similares a la goma, o se pueden mezclar diferentes materiales durante la impresión 3D para crear propiedades de la pieza de trabajo completamente nuevas. Además de estas ventajas, también hay que mencionar que la impresión 3D de PolyJet implica largos tiempos de impresión, lo que hace que la producción sea bastante costosa. En algunos lugares también se requieren estructuras de soporte para la impresión. Como resultado, las piezas impresas a menudo tienen que ser repasadas manualmente, lo que aumenta aún más el precio.

En el sinterizado selectivo por láser (SLS), se aplica un material de partida en polvo -generalmente poliamida o elastómero- a toda la superficie de la plataforma de trabajo de la impresora 3D. El polvo se sinteriza entonces según el contorno especificado por un rayo láser, es decir, se calienta hasta justo debajo del punto de fusión. Esto hace que el material se adhiera a lo largo del contorno deseado. Una vez que se completa una capa, la plataforma de construcción baja por el espesor de la capa. Se aplica una nueva capa de polvo y el proceso comienza de nuevo. Capa por capa y de abajo a arriba, el objeto deseado se crea en la impresora 3D. Dado que las estructuras salientes se estabilizan en el lecho de pólvora, no es necesario fijar (y luego quitar) las estructuras de apoyo. Los componentes creados son mecánicamente resistentes, termoestables y ligeros. Además, el SLS puede utilizarse para imprimir objetos entrelazados y por lo tanto móviles. La superficie comparativamente áspera y los largos ciclos de impresión pueden mencionarse como desventajas del proceso SLS. Las tolerancias alcanzables son también más altas que con otros procesos como la estereolitografía o el proceso de chorro de polietileno.
Como ya se ha mencionado, la poliamida se utiliza principalmente como material para el SLS. Con menos frecuencia, los poliuretanos termoplásticos (TPU) o las cetonas de poliéter (PEK) también se utilizan en la sinterización selectiva por láser. Si se utiliza PA12 (nylon) para el SLS, puede ser enriquecido con aditivos para lograr propiedades materiales específicas. El material suplementario aquí es, por ejemplo, aluminio o fibra de carbono.

La fusión selectiva por láser (SLM) se considera uno de los procesos de impresión 3D más versátiles y una alternativa rentable a la soldadura, el fresado o la fundición. En la fusión selectiva de láser, el metal en forma de polvo se aplica a la plataforma de un edificio y luego se funde con una viga de láser a lo largo del contorno deseado. La SLM también trabaja por capas, lo que significa que después de crear una capa, se baja la plataforma del edificio, se aplica polvo fresco y se vuelve a fundir. Las estructuras de soporte necesarias se incorporan automáticamente de forma paralela al proceso de impresión real.

La ventaja de la SLM es claramente la libertad de diseño. Dado que los componentes se construyen capa por capa en la forma deseada, se pueden generar incluso geometrías extremadamente complejas y piezas móviles de materiales difíciles de procesar. Al mismo tiempo, la fusión selectiva por láser es extremadamente económica debido a la mínima cantidad de residuos. Los materiales utilizados son aluminio, acero inoxidable, titanio o aleaciones de cromo-cobalto. Dependiendo del fabricante o de la empresa de producción, la fusión selectiva por láser también se conoce como DMLS (Sinterización Láser de Metal Directo), LMF (Fusión Láser de Metal) o Fabricación de Capas Aditivas. Sin embargo, los diferentes términos se refieren todos al mismo proceso.

Además de los procesos comúnmente utilizados en la industria, existen otras posibilidades de impresión en 3D. Por ejemplo, la impresión en 3D, en la que el polvo similar al yeso se adhiere capa por capa utilizando un aglutinante. O el procesamiento digital de la luz (DLP), que es aproximadamente similar a la estereolitografía. Sin embargo, se utiliza un proyector o una pantalla LCD en lugar de un láser para curar el material base. La fusión por haz de electrones (EBM) también se utiliza para la impresión en 3D. La EBM siempre requiere un material conductor en forma de polvo. El material es "bombardeado" con energía de electrones en la impresora 3D y así se hace para que se derrita. 
Qué proceso de impresión 3D es finalmente el más económico, rápido y óptimo para el respectivo propósito de aplicación no puede ser respondido de una manera generalmente válida. Cada proceso tiene sus propias ventajas y desventajas específicas. Por lo tanto, para cada proceso de impresión en 3D es necesario considerar qué proceso debe ser seleccionado como adecuado.