Tipos de impresión 3D

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, permite crear objetos físicos depositando materiales capa a capa a partir de un modelo 3D digital. Existen muchas tecnologías y materiales de impresión 3D diferentes entre los que elegir en función de los requisitos de la aplicación. Esta completa guía examina las Impresión 3D tipos, sus características clave, aplicaciones adecuadas y pros y contras para ayudar a seleccionar el método de impresión 3D adecuado.

Resumen de los principales métodos de impresión 3D

He aquí una comparación de las tecnologías y materiales de impresión 3D más populares:

Esta tabla resume las principales tecnologías de impresión 3D, los materiales utilizados, sus características y sus aplicaciones típicas. Siga leyendo para un examen más detallado de cada tipo de impresión 3D.

Modelado por deposición fundida (FDM)

El modelado por deposición fundida (FDM) es la tecnología de impresión 3D más común y asequible, utilizada tanto por aficionados como por profesionales.

Cómo funciona la impresión 3D FDM

La impresión FDM funciona calentando un filamento termoplástico hasta un estado semilíquido y depositándolo capa a capa en el lecho de impresión. A medida que se depositan las capas, se fusionan y solidifican para producir el objeto 3D final.

Componentes clave de una impresora 3D FDM:

• Cabezal de impresión - extruye el plástico fundido
• Lecho de impresión: proporciona una base estática sobre la que imprimir los objetos.
• Filamento: la materia prima, suministrada en forma de bobina de alambre de plástico.
• Sistema de control - guía el cabezal de impresión para depositar el plástico con precisión

Los materiales de filamento más utilizados son:

• PLA (ácido poliláctico) - Fácil de imprimir, el material más resistente para FDM
• ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) - Plástico ligeramente flexible y duradero
• PETG (Polietileno Tereftalato Glicol) - Combina la resistencia del ABS con la claridad del PLA

Ventajas de la impresión FDM

Bajo coste: Tanto las impresoras como los materiales son muy asequibles en comparación con otras tecnologías de impresión 3D. Las impresoras para aficionados cuestan a partir de unos pocos cientos de dólares.

Funcionamiento sencillo: Las impresoras FDM son fáciles de configurar y utilizar. No requieren complejos procesos posteriores para las impresiones acabadas.

Elección de los materiales: Hay muchos tipos de filamentos disponibles: plásticos, compuestos, flexibles e incluso soportes disolubles.

Limitaciones de la impresión FDM

Resolución inferior: La altura de las capas oscila entre 0,1 y 0,3 mm, lo que produce un efecto escalonado en pendientes y curvas.

Unión débil entre capas: Las capas pueden delaminarse bajo tensión, ya que no hay fusión química entre ellas.

Geometrías limitadas: FDM no puede realizar huecos cerrados o socavados, ya que se necesita material de soporte.

Deformación: Los termoplásticos como el PLA y el ABS se contraen al enfriarse, lo que provoca deformaciones en las esquinas.

Fabricantes de impresoras FDM

Algunos de los principales fabricantes de impresoras 3D FDM son:

• MakerBot
• Ultimaker
• Investigación Prusa
• FlashForge
• Subir3D
• CraftBot

También hay muchos kits de impresoras 3D para aficionados, como Creality y Artillery, que ofrecen una gran relación calidad-precio.

Aplicaciones de impresión FDM

Creación de prototipos - Ideal para iterar rápidamente prototipos de diseño y pruebas de concepto.

Educación - Las impresoras 3D FDM son muy populares en colegios e institutos.

Herramientas - Puede utilizarse para imprimir plantillas, dispositivos, guías y otras herramientas de fabricación.

Impresión para aficionados - Los aficionados utilizan FDM para crear modelos, accesorios de cosplay, miniaturas, gadgets y mucho más.

Piezas de uso final - Puede utilizarse para la producción de piezas finales, más adecuada para componentes que no requieren gran precisión o acabado superficial.

Impresión estereolitográfica (SLA)

La estereolitografía (SLA) es una forma de impresión 3D que utiliza fotopolímeros que se solidifican cuando se exponen a la luz ultravioleta. La SLA puede crear piezas muy precisas y lisas, por lo que resulta ideal para modelos detallados, joyería, alineadores dentales y dispositivos médicos.

Cómo funciona la impresión SLA

La impresión SLA comienza con una cuba de resina fotopolímera líquida. Un rayo láser traza el patrón de cada capa en la superficie de la resina, que solidifica las zonas expuestas. La plataforma de construcción se eleva para separar la capa impresa de la cuba y permitir que fluya resina fresca por debajo para la siguiente capa.

Componentes clave de una impresora SLA:

• Láser UV - cura selectivamente la resina capa por capa
• Cuba de resina - contiene la resina polimérica líquida
• Plataforma de construcción - se eleva después de imprimir cada capa
• Depósito de resina - almacena y suministra la resina

Las resinas SLA más utilizadas son:

• Fotopolímeros estándar - Piezas precisas y moderadamente resistentes
• Resinas duraderas y flexibles - Para piezas más robustas
• Resinas moldeables - Se queman limpiamente para la fundición de metales

Ventajas de la impresión 3D SLA

Excelente precisión - Puede producir piezas muy detalladas con superficies lisas de hasta ~0,025 mm de resolución de capa.

Grandes propiedades mecánicas - Los objetos impresos son isótropos con una resistencia comparable a la de las piezas moldeadas por inyección.

Variedad de resinas - Puede elegir las propiedades de la resina, desde rígida a flexible e incluso biocompatible.

No necesita soportes - La cuba de resina proporciona un soporte constante durante la impresión, permitiendo geometrías complejas.

Limitaciones de la impresión SLA

Volúmenes de construcción más pequeños - Las impresoras SLA suelen tener tamaños de impresión máximos más pequeños (< 1 pie cúbico).

Postprocesamiento necesario - Las piezas impresas deben limpiarse y curarse bajo luz ultravioleta.

Toxicidad de la resina - Algunos fotopolímeros contienen ingredientes peligrosos e irritantes.

Coste de la resina - Los materiales son considerablemente más caros que el filamento FDM.

Marcas populares de impresoras SLA

Entre los principales fabricantes de impresoras 3D SLA se encuentran:

• Formlabs
• Peopoly
• Anycubic
• Congelado
• Creality
• Elegoo

Muchos ofrecen impresoras 3D SLA tanto para aficionados como para profesionales.

Aplicaciones de la impresión SLA

Joyería - Excelente para hacer piezas de joyería muy detalladas y patrones maestros.

Dental - Se utiliza para fabricar guías quirúrgicas, modelos de ortodoncia y alineadores.

Creación de modelos - Modelos arquitectónicos, miniaturas y figuras de acción de gran precisión.

Productos sanitarios - Adecuado para prótesis personalizadas, implantes y modelos anatómicos realistas para cirujanos.

Patrones de fundición - La fundición a la cera perdida puede producir piezas metálicas de uso final a partir de patrones de resina SLA.

Sinterización selectiva por láser (SLS)

El sinterizado selectivo por láser (SLS) utiliza un láser para fusionar material en polvo y producir objetos en 3D. Las impresoras SLS pueden utilizar una amplia gama de polvos de plástico, metal, cerámica y materiales compuestos para crear prototipos funcionales y piezas de uso final.

Cómo funciona la impresión 3D SLS

La impresión SLS tiene lugar en una cámara llena de material en polvo. Un láser funde y fusiona de forma selectiva los granos de polvo en función del modelo 3D. A continuación, la plataforma de impresión desciende, lo que permite extender una nueva capa de polvo. Este ciclo se repite hasta que se construye el objeto completo en el lecho de polvo.

Componentes clave de las impresoras SLS:

• Láser de CO2: fusiona selectivamente el material en polvo
• Lecho de polvo - almacena y suministra la materia prima en polvo
• Rodillo - esparce polvo fresco para cada capa
• Lámpara de calor - precalienta el polvo justo por debajo del punto de fusión

Entre los materiales de SLS más comunes se incluyen:

• Nylon (PA 12) - El plástico más utilizado para piezas resistentes y duraderas
• Alumide - Filamento compuesto de nailon y aluminio, imita el metal
• TPU, PEBA - Materiales flexibles para componentes similares al caucho
• PEEK, PEKK - Termoplásticos de alto rendimiento, resistentes al calor y a los productos químicos
• Acero inoxidable - Para piezas metálicas de uso final de alta resistencia

Ventajas de la impresión SLS

Piezas de fuerza funcional - Sus propiedades casi isótropas permiten fabricar prototipos funcionales y piezas de uso final.

Geometrías complejas - Las formas autoportantes y las estructuras reticulares son posibles mediante la impresión en lecho de polvo.

Elección de materiales - El SLS puede procesar diversos metales, plásticos, polímeros, materiales compuestos y cerámica.

No necesita soportes - El propio polvo circundante actúa como soporte durante la impresión.

Inconvenientes de la impresión SLS

Superficies rugosas - La impresión en polvo da como resultado una superficie granulada que requiere un acabado secundario.

Grandes equipos - Las impresoras SLS son considerablemente más voluminosas y pesadas que otras tecnologías.

Costes de material - Los materiales en polvo son más caros que el filamento.

Tratamiento posterior - El polvo no fundido debe limpiarse de las piezas impresas antes de su uso.

Fabricantes de impresoras SLS

Entre las principales empresas de impresoras 3D SLS se encuentran:

• Sistemas 3D
• EOS
• Farsoon
• Prodways
• Ricoh
• Sharebot
• Sintratec

Ya están disponibles impresoras SLS industriales y de sobremesa.

Aplicaciones de la impresión SLS

Prototipos funcionales - Se utiliza para crear modelos de trabajo para pruebas de ajuste, montaje y rendimiento.

Herramientas de fabricación - Imprima plantillas, dispositivos, calibres de inspección, etc. de la línea de producción.

Piezas de uso final - Las industrias aeroespacial y automovilística utilizan SLS para fabricar componentes acabados.

Biomédica - El SLS puede fabricar implantes, andamios y herramientas médicas a medida.

Arquitectura - Modelos detallados a escala de edificios, topografía y terreno realizados mediante impresión SLS.

Tecnología de fusión multichorro (MJF)

La fusión por chorro múltiple (MJF) es un proceso de impresión 3D en lecho de polvo desarrollado por HP. Utiliza un conjunto de cabezales de impresión de inyección de tinta para depositar selectivamente agentes de fusión y detallado en las capas de polvo. La MJF permite aplicaciones de fabricación productivas y escalables con una excelente calidad de las piezas.

Cómo funciona la impresión 3D de MJF

El proceso de impresión MJF tiene lugar dentro de una cámara de lecho de polvo muy similar al SLS. Los cabezales de impresión de chorro de tinta depositan selectivamente agente de fusión donde la pieza debe solidificarse. Inmediatamente después se aplica un agente de detallado que mejora la definición de los bordes y la suavidad de la superficie. A continuación, el polvo se vuelve a recubrir y el ciclo se repite hasta que se imprime el objeto completo.

Componentes clave de las impresoras MJF:

• Conjunto de cabezales de impresión de inyección de tinta térmica HP
• Lecho de polvo para contener polvo de plástico de nailon
• Lámparas IR para precalentar el lecho de polvo
• Rodillo para extender capas de polvo fresco

Las impresoras MJF utilizan exclusivamente material en polvo de nailon PA12 disponible en diferentes grados con propiedades como una mayor elasticidad, relación resistencia-peso, etc.

Ventajas de la impresión 3D MJF

Alta productividad - Las velocidades de impresión muy rápidas permiten la producción en serie de piezas de uso final.

Excelentes propiedades mecánicas - Las piezas igualan o superan al nailon moldeado por inyección con propiedades isotrópicas.

Alto detalle - Las impresiones tienen una buena definición de las características y un buen acabado superficial nada más salir de la impresora.

Economías de escala - Los costes de producción de MJF se reducen significativamente con mayores volúmenes.

Limitaciones de la tecnología MJF

Material único - Actualmente se limita al plástico de nailon, aunque se están desarrollando compuestos.

Grandes equipos - Las impresoras MJF ocupan mucho espacio y son pesadas.

Tratamiento posterior - El polvo no fundido debe limpiarse de las piezas impresas antes de su uso.

Coste inicial elevado - Las impresoras 3D MJF de calidad industrial tienen un coste considerable.

Modelos de impresoras MJF

HP dispone actualmente de tres modelos de impresoras MJF:

• HP Jet Fusion 3200/4200 - Para prototipos y fabricación de tiradas cortas
• HP Jet Fusion serie 5200: optimizada para la fabricación a gran escala
• HP Metal Jet S100 - Para la producción en serie de piezas metálicas

Aplicaciones de la impresión 3D MJF

Personalización masiva - Ideal para lotes eficientes de 10 a 1000 piezas idénticas.

Automoción - Se utiliza para fabricar plantillas, utillajes, componentes de sistemas de fluidos, faros y mucho más.

Bienes de consumo - Producción en serie de piezas de uso final para electrónica, calzado, artículos para el hogar, artículos deportivos, etc.

Fabricación industrial - Imprima utillaje para líneas de producción, como protecciones de cintas transportadoras, dispositivos de montaje, plantillas y equipos para la planta de producción.

Tecnología Binder Jetting

La impresión 3D por chorro aglutinante utiliza un agente aglutinante líquido depositado selectivamente para unir partículas de polvo. Permite imprimir de forma rápida y asequible grandes componentes metálicos o de moldes de arena para uso industrial.

Cómo funciona la impresión Binder Jet

El proceso de inyección de aglutinante extiende una fina capa de polvo sobre la plataforma de impresión. Un cabezal de impresión de inyección de tinta dispensa gotas de fluido aglutinante en las zonas que deben solidificarse. El aglutinante une los granos de polvo formando el objeto sólido capa a capa.

Componentes clave de una impresora de chorro de tinta:

• Cabezal de impresión - deposita líquido aglutinante
• Lecho de polvo: contiene la materia prima en polvo
• Rodillo - esparce polvo fresco para cada capa
• Horno de curado - cura las piezas verdes tras la impresión

El chorro de aglutinante puede utilizar cualquier material en polvo, incluido:

• Polvo de acero inoxidable - Más común para piezas metálicas finales
• Arena - Para moldes de impresión y machos
• Cerámica - Para producir esculturas artísticas y artículos de decoración
• Yeso - Para ornamentación arquitectónica

Ventajas de la impresión Binder Jet

Alta velocidad - Tiempos de impresión muy rápidos, independientemente de la complejidad o la cantidad de piezas.

Bajos residuos - El polvo no ligado puede reutilizarse, lo que supone un ahorro de material.

Piezas grandes - Posibilidad de grandes volúmenes de impresión de hasta 1 metro cúbico.

Flexibilidad del material - Se puede imprimir una amplia gama de metales, arena, cerámica y materiales compuestos.

Limitaciones de la inyección de ligantes

Resolución inferior - Las impresiones tienen un acabado superficial granulado debido a los límites de saturación del líquido.

Tratamiento posterior - Sinterización necesaria para lograr la densidad y propiedades plenas de las piezas metálicas.

Anisótropo - Las propiedades mecánicas varían en función de la orientación de la construcción.

Precisión dimensional - La contracción de las piezas impresas durante la sinterización puede afectar a la precisión.

Principales fabricantes de impresoras de inyección

Entre las empresas que fabrican sistemas de impresión 3D por chorro aglutinante figuran:

• ExOne
• Metal digital
• DESCAM
• Voxeljet
• Sobremesa Metal
• Aditivos GE

Existen impresoras industriales y de oficina.

Usos de la impresión 3D por chorro aglutinante

Fundición de metales - Moldes de arena y machos impresos para la fundición a la cera perdida de objetos metálicos complejos.

Herramientas - Utillaje de chorro aglomerante ligero y de bajo coste para el moldeo por inyección de plásticos.

Producción en serie - Chorro de ligante de acero inoxidable para la fabricación de lotes pequeños.

Arquitectura - Los artistas la utilizan para crear intrincados trabajos decorativos en piedra, ornamentos y estatuas.

Educación - Una forma asequible para que las escuelas introduzcan la impresión 3D en metal.

Tecnología de chorro de material

El chorro de material es un método de impresión 3D que deposita diminutas gotas de material fotopolímero para construir el objeto capa a capa. Facilita la impresión multimaterial y de geometrías complejas sin parangón con otras tecnologías.

Cómo funciona el chorro de material

Los cabezales de impresión por chorro de material depositan selectivamente el material fotopolímero en gotas de tan solo un picolitro de volumen. Las lámparas UV curan instantáneamente cada capa a medida que se imprime. La plataforma de construcción desciende, lo que permite imprimir la siguiente capa. Las estructuras de soporte también se imprimen utilizando un gel extraíble.

Componentes clave de una impresora de chorro de material:

• Cabezales de impresión: inyectores piezoeléctricos que lanzan gotas de material.
• Lámparas UV: curan instantáneamente el material depositado
• Bandejas de material - contienen los fotopolímeros líquidos
• Software: controla la mezcla de materiales

Algunos materiales de chorro habituales son:

• Resinas de plástico rígido - Para modelos duraderos y detallados
• Resinas similares al caucho - Piezas flexibles con propiedades elásticas
• Material transparente - Modelos y componentes ópticos transparentes
• Soportes de cera, gel - Se disuelven tras la impresión

Ventajas del chorro de material

Multimaterial - Posibilidad de imprimir diferentes resinas y degradados en una misma pieza.

Alto detalle - Acabado superficial extremadamente liso con capas finas de 16-30 micras.

Diversas propiedades de los materiales - Del plástico rígido al polipropileno simulado.

Formas complejas - Puede hacer huecos cerrados y socavados imprimiendo gel de soporte.

Inconvenientes del chorro de material

Tamaño reducido - Limitado a modelos y piezas más pequeños, normalmente de tamaño inferior a 1 pie.

Costes de material - Los materiales de impresión son muy caros en comparación con otros procesos de impresión 3D.

Sensibilidad a la humedad - Las piezas impresas pueden degradarse o deformarse si se exponen a la humedad.

Tratamiento posterior - Los geles de soporte deben retirarse y las piezas requieren curado UV.

Principales fabricantes de sistemas de inyección de material

Entre las empresas más destacadas que desarrollan impresoras 3D de inyección de material se encuentran:

• Stratasys
• Sistemas 3D
• Xaar
• voxeljet
• EnvisionTEC
• DowDupont

Las impresoras están diseñadas para uso comercial e industrial.

Aplicaciones de Material Jetting

Creación de prototipos - Excelente para modelos conceptuales que requieren propiedades multimateriales y detalles finos.

Fabricación - Se utiliza para producir series pequeñas de piezas de uso final, se adapta a geometrías complejas de bajo volumen.

Médico - Se imprimen guías quirúrgicas y modelos anatómicos con texturas realistas.

Dental - El jetting multimaterial crea prótesis y alineadores de ortodoncia realistas.

Consumidores - Se imprimen en 3D accesorios de moda personalizados, fundas de teléfono y calzado.

Automoción - Fabrica pequeños componentes detallados de plástico y caucho, como juntas.

Aeroespacial - Impresión de piezas ligeras no estructurales con geometrías complejas.

Cómo elegir la tecnología de impresión 3D adecuada

Con tantos tipos de impresión 3D disponibles, puede resultar confuso determinar cuál es el mejor método para una aplicación. He aquí algunos criterios clave para guiar el proceso de selección:

Objetivo de impresión - ¿Prototipo, modelo conceptual visual, pieza de pruebas funcionales, producción final? Distintas tecnologías se adaptan a distintos objetivos.

Tamaño de la pieza - Las impresoras de sobremesa tienen volúmenes de fabricación pequeños. Considere los sistemas industriales para componentes más grandes.

Geometría de la pieza - Evaluar los requisitos de huecos cerrados, socavados, acabado superficial, precisión dimensional.

Necesidades materiales - Adaptar las propiedades del material, como la resistencia, la resistencia al calor y la flexibilidad, a la aplicación.

Presupuesto - Las impresoras 3D industriales tienen unos costes de equipo más elevados. Hay que tener en cuenta los costes operativos, como los gastos de material.

Velocidad y rendimiento - Algunas tecnologías, como la MJF y el chorro de ligante, son mucho más rápidas que otras.

Tratamiento posterior - Compare la mano de obra y los costes secundarios, como la eliminación de soportes, el acabado de superficies y la recuperación de polvo.

Conocimientos técnicos - Los métodos más sencillos, como el FDM, requieren menos formación que el SLS o el chorro de material.

Evaluando los criterios anteriores para una aplicación concreta, la lista de tecnologías de impresión 3D adecuadas puede reducirse considerablemente para elegir el método óptimo. La creación de prototipos y la producción en serie requerirán impresoras muy diferentes. Recurrir a la orientación de un experto puede ayudar aún más a elegir la tecnología de impresión 3D adecuada.

Comparación de métodos de impresión 3D

He aquí un resumen de las principales diferencias entre las tecnologías de impresión 3D más conocidas:

Esta tabla comparativa resume las características, capacidades y costes típicos asociados a las tecnologías de impresión 3D más comunes. Proporciona una guía rápida de las ventajas y desventajas de los distintos métodos para orientar el proceso de selección de una aplicación concreta.

Ventajas e inconvenientes de los principales métodos de impresión 3D

Comprender las ventajas y limitaciones inherentes a cada proceso de impresión 3D permite seleccionar la tecnología óptima en función de los requisitos de la aplicación. Los pros y los contras deben sopesarse cuidadosamente en función de criterios clave como las propiedades de la pieza, la precisión, el coste y la velocidad.

Opciones de materiales de impresión 3D

Las impresoras 3D emplean una amplia gama de materiales, desde plásticos a metales, pasando por fotopolímeros personalizados. Estas son algunas de las opciones de materiales más comunes utilizadas en los distintos procesos de impresión 3D:

Plásticos

• ABS - Resistente, duradero, ligeramente flexible
• PLA: polímero biológico resistente y de baja deformación
• Nylon - Excelente resistencia, versatilidad y coste
• PETG - Transparente, con poco olor, más fácil de imprimir que el ABS
• TPU - Filamento flexible para piezas similares al caucho

Fotopolímeros

• Resinas estándar - Precisión con buenas propiedades mecánicas
• Resinas moldeables - Se queman limpiamente para la fundición de metales
• Resinas duraderas - Soportan altas temperaturas, tenacidad
• Resina dental SG - Material biocompatible de clase 1
• Resina flexible - Propiedades elásticas similares al polipropileno

Metales

• Acero inoxidable - El polvo metálico más común para aplicaciones de alta resistencia
• Aluminio - Piezas ligeras pero resistentes
• Titanio - Biocompatible con alta resistencia a la corrosión
• Aleación de níquel - Dureza y resistencia al calor para utillaje
• Metales preciosos - Plata, oro, aptos para joyería

Cerámica

• Alúmina - Alta dureza, resistencia al calor y a la corrosión
• Zirconia - Resistencia y tenacidad a la fractura muy elevadas
• Hidroxiapatita - Biocerámica utilizada para implantes óseos
• Porcelana - Para esculturas de gran valor artístico y objetos decorativos

Compuestos

• Fibra de carbono - Reforzada con carbono para una resistencia muy alta
• Brilla en la oscuridad - PLA con aditivos fosforescentes
• Relleno de madera y metal - Materiales híbridos como bronzefill, copperfill, etc.
• Magnético - Filamento con infusión de polvo de hierro para componentes magnéticos

Con diversos materiales disponibles para las distintas tecnologías de impresión 3D, las opciones pueden adaptarse con precisión a los requisitos mecánicos, térmicos, eléctricos y estéticos de una aplicación.

Acabados superficiales de impresión 3D

El acabado superficial, la textura y la precisión de una pieza impresa en 3D dependen de varios factores:

• Proceso de impresión 3D - FDM, SLA, SLS, etc. tienen resoluciones variables
• Altura de la capa: las capas más finas proporcionan una superficie más lisa.
• Orientación - Las piezas pueden imprimirse en vertical o en diagonal
• Ángulos de trama - Alternar la orientación de las tramas entre capas reduce el escalonamiento visible.
• Postprocesado - Métodos como el lijado, el esmerilado o el revestimiento mejoran el acabado.

He aquí una comparación de los acabados superficiales obtenidos con diferentes tecnologías de impresión 3D:

SLA y la impresión por chorro de material pueden conseguir las superficies más lisas. La impresión FDM requiere optimizar la altura de las capas, los ángulos de trama y el acabado para mejorar la calidad de la superficie.

Directrices de diseño para la impresión 3D

Tenga en cuenta estos principios de diseño al modelar piezas para impresión 3D:

• Optimizar el grosor de la pared a 1,2-2 mm para una resistencia adecuada
• Incluir filetes y redondeles para aliviar las concentraciones de tensión.
• Diseño de encajes a presión, bisagras vivas y componentes flexibles con holguras óptimas
• Minimizar al máximo los voladizos que requieren material de soporte
• Orientar la pieza de forma óptima en la plataforma de construcción para reducir los soportes
• Dejar espacio libre en los ensamblajes móviles para los pasos de postprocesamiento
• Tolerancias de diseño en función de las capacidades de la impresora y el material
• Asegúrese de que los huecos cerrados tengan orificios de escape para la eliminación del polvo en algunos procesos
• Tener en cuenta los cambios de propiedades debidos a la orientación de las capas y a la dirección de construcción.

Seguir los principios DfAM (Design for Additive Manufacturing) permite crear modelos imprimibles en 3D adaptados a las capacidades de la tecnología y los materiales seleccionados.

Proveedores de equipos de impresión 3D

Existe un gran número de proveedores de equipos profesionales de impresión 3D, entre los que se incluyen:

Impresoras 3D de sobremesa

• MakerBot, Ultimaker, Prusa Research, FlashForge, LulzBot, Formlabs

Impresoras industriales de plástico

• Stratasys, 3D Systems, EOS, EnvisionTEC, Carbon

Impresoras 3D de metal

• EOS, Renishaw, Desktop Metal, Markforged, Xact Metal

Sistemas de producción en serie

• HP, Carbon, Desktop Metal, Bound Metal

Impresoras especializadas

• Organovo (bioimpresión), Nanoscribe (microescala), wholmen (gran escala)

Kits de impresora

• Creality, Artillery, Tronxy, Anycubic

Servicios de impresión

• Materialise, Sculpteo, Protolabs, Shapeways

Cuando busque una impresora 3D adecuada, tenga en cuenta la tecnología de la impresora, el volumen de fabricación, los materiales, la precisión, las capacidades del software, la reputación del fabricante, los planes de servicio y los costes operativos.

Consideraciones sobre los costes de la impresión 3D

Los costes de iniciarse en la impresión 3D dependen de muchos factores:

Coste de impresión

• Máquinas FDM de sobremesa a partir de $300
• Las impresoras industriales profesionales van desde $5.000 hasta más de $1.000.000

Materiales

• 1 kg de filamento PLA: $20-50
• 1 litro de resina para SLA: $50-200
• Polvos metálicos: $100-500 por kg

Software

• Herramientas gratuitas de modelado 3D como Tinkercad o Fusion360
• Costes del software CAD con licencia $1000 - $7000

Equipos de postprocesado

• Consumibles para impresoras como filamento, resina, boquillas
• Herramientas de acabado para alisar, pintar, revestir
• Hornos industriales de sinterización de polvos metálicos

Conocimientos técnicos

• Formación del operador y curva de aprendizaje
• Apoyo profesional de ingeniería

Considere detenidamente tanto los costes iniciales del equipo como los gastos de funcionamiento continuos a la hora de adoptar la impresión 3D para aplicaciones de producción. Aproveche las oficinas de servicios de impresión 3D para evitar gastos de capital.

Elegir una oficina de servicios de impresión 3D

He aquí algunos consejos para seleccionar un proveedor de servicios de impresión 3D:

• Revisar la gama de tecnologías de impresión compatibles que se ajustan a las necesidades de la aplicación
• Busque expertos en materiales relevantes para sus proyectos
• Evaluar las capacidades de volumen de construcción y la escalabilidad de la producción
• Evaluar las competencias de la mano de obra y el apoyo de ingeniería ofrecido
• Tenga en cuenta la velocidad, los plazos de entrega y la ubicación
• Revisar las certificaciones de calidad y las piezas de muestra para comprobar el acabado superficial.
• Compare modelos de precios: por pieza, descuentos por volumen, suscripción
• Consulte las opiniones y los testimonios de los clientes en Internet
• Evaluar las capacidades de postprocesado, acabado y revestimiento
• Hablar de propiedad, protección de datos y confidencialidad
• Comprender el proceso de pedido, las opciones de carga y los plazos de entrega
• Considerar servicios de alto nivel, como el diseño para AM o la experiencia en ingeniería.

La asociación con la empresa de servicios adecuada proporciona acceso a una gran variedad de capacidades de impresión 3D sin grandes inversiones de capital.

Perspectivas futuras de la impresión 3D

Se prevé que la tecnología de impresión 3D siga avanzando rápidamente:

• Descenso de los costes y mayor asequibilidad de las impresoras 3D industriales
• El desarrollo de nuevos materiales amplía las aplicaciones: compuestos, biomateriales
• Acabados superficiales mejorados que rivalizan con la fabricación tradicional
• Fabricación híbrida que combina la impresión 3D con el mecanizado y otros procesos
• Soluciones automatizadas de postprocesado y acabado
• Mejoras del software de diseño, simulación y optimización de procesos
• Aprovechamiento del chorro de aglutinante metálico y del PBF metálico multiláser para la producción en serie
• Mayor calidad, precisión y repetibilidad de las piezas para la fabricación final
• Flujos de trabajo racionalizados e inventario digital para la producción de piezas bajo demanda
• Crecimiento de aplicaciones especializadas de alto valor en los sectores médico, aeroespacial y de defensa

Estas innovaciones ampliarán las capacidades de impresión 3D más allá del prototipado rápido hacia la fabricación digital en todos los sectores industriales.

Conclusión

La impresión 3D se ha convertido en una tecnología revolucionaria con aplicaciones de gran alcance, desde la creación de prototipos hasta la producción. Comprender los principios de funcionamiento, las capacidades, los casos de uso y los aspectos económicos de los distintos procesos de impresión 3D es crucial para su adopción efectiva. Gracias a las diversas tecnologías y opciones de materiales disponibles en la actualidad y al descenso de los costes, la utilización de la impresión 3D se acelerará en diversos sectores en la próxima década. Las empresas deben evaluar activamente cómo la impresión 3D puede mejorar sus ciclos de desarrollo de productos, cadenas de suministro y operaciones de fabricación para seguir siendo competitivas. Con los avances en velocidad, precisión, repetibilidad y propiedades de las piezas, la impresión 3D promete ser un componente estratégico del futuro panorama de la fabricación digital.

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