Tipos de impresoras 3D

Si algo ha revolucionado el mundo del diseño, es la tecnología de las impresoras 3D, máquinas capaces de imprimir prototipos o maquetas en tres dimensiones. La tecnología comenzó a desarrollarse en los años 80 del siglo XX y cada día más se ha venido perfeccionando.

En la actualidad sus usos son múltiples, desde el prototipo de un nuevo dispositivo hasta la réplica de tejidos similares a los humanos. La impresión 3D ha impactado en muchos campos, como en la industria metalmecánica o en la medicina, haciendo posible imprimir prótesis y hasta partes de órganos a partir de un modelo virtual.

No todas las impresoras 3D funcionan de la misma manera, ya que algunas van acumulando capas de materiales, mientras que otras compactan una masa y la van moldeando. Aquí encontrarás los distintos tipos de impresoras 3D, características y usos más frecuentes.

Deposición de material fundido

En este tipo de impresoras, hay un filamento que empuja un material termoplástico, el cual pasa a través de una boquilla que está caliente y lo derrite. Este material se va depositando en una plataforma de construcción, la cual reproduce el objeto a imprimir.

Estas impresoras se conocen como FDM (Fused Deposition Modeling), siendo las más económicas y más usadas por el público general. Es una impresión por capas, en las que el material derretido en la boquilla, va a un cabezal de extrusión de donde sale y se deposita sobre la placa de construcción.

Durante la impresión, el material se va depositando en sentido transversal hasta que el objeto está totalmente modelado. Además, hay varios subtipos como la cartesiana, que es la más sencilla para usuarios generales, la delta, polar o brazo robot, entre otras.

Polimerización de resina

Es un tipo de impresión3D en la que se utilizan resinas fotopolímeras (que cambian su estructura en presencia de la luz). Las mismas pueden clasificarse en aquellas de estereolitografía (SLA), por procesamiento digital de la luz (DLP) o estereolitografía enmascarada (MSLA).

SLA (Impresora de esterolitografía)

Fue la primera tecnología que se desarrolló para hacer impresiones en tres dimensiones y una de sus ventajas es la calidad de los objetos impresos. Consiste en un sistema con una placa de construcción que baja hasta un tanque, en el cual se coloca la resina.

Al iniciar la impresión, un láser de punto va pasando sobre el tanque donde está la resina y la va curando y depositando capa por capa sobre la placa de construcción. Las impresiones suelen ser muy exactas, pero el proceso es un poco lento.

Si buscas impresoras 3D SLA para tu uso personal o profesional, podrás encontrarlas en rangos de precios que van de los 200 hasta más de 700 euros. Todo va a depender de la calidad de impresión que buscas y el tamaño de las piezas a fabricar.

DLP (Procesamiento digital de luz)

Es muy similar al funcionamiento de la impresora SLA, ya que también se cura la resina depositada en un tanque. La diferencia más importante es que la fuente de luz es un proyector LED de luz ultravioleta, con una pantalla digital en la que se va generando la imagen de cada capa.

La resina se va depositando igualmente por capas, siendo posible seleccionar el grosor de la misma y genera soportes para la pieza. Son mucho más sencillas y económicas que las SLA, por lo que también son muy usadas por el usuario de interés general.

MSLA (Estereolitografía enmascarada)

Similar a los dos tipos anteriores, la principal diferencia es que utiliza una matriz de luces LED y no solo un foco, como en el caso del DLP. Además, incorpora una pantalla LCD, la cual enmascara la luz en aquellas zonas, en las que no se requiere depositar material.

Suelen tener una excelente resolución XY, que da mayor detalle que una impresora DLP y conviene que la pantalla LCD sea táctil y no directamente conectada al ordenador. Los tiempos de impresión pueden ser más rápidos que los de una SLA, tienen buena resolución y viene en varios tamaños.

Fusión de polvo

La impresión también se hace por capas y de forma similar a la SLA, pero se usan materiales en polvo que se solidifican por acción de la fuente térmica, que suele ser un láser. Además, se suelen incorporar mecanismos para alisar el polvo que se va solidificando y al final, el objeto impreso queda encapsulado en este polvo.

SLS (Sinterizado selectivo por láser)

Es el tipo de impresora de fusión de polvo más común y puede trabajar con diversos materiales, como el nailon. Para imprimir, se coloca el polvo de polímero en un recipiente, donde se calienta casi hasta su punto de fusión, y luego se deposita una capa muy delgada del polvo sobre la placa de construcción.

El rayo lasér va escaneando la superficie y sinteriza (compacta a una alta presión) el polvo de forma selectiva. Lo hace de manera transversal y las capas se van depositando hasta imprimir el objeto, el cual queda soportado por el polvo no sinterizado.

SLM (fundido selectivo por láser)

Esta impresora funciona de manera similar a la SLS, pero en vez de polvo de polímero se usan diversos metales. Los más comunes son el aluminio, acero o titanio y en el proceso se puede llegar a fundir el material.

Al igual que en el SLS, el material se va depositando en capas y solidificando luego que es sometido al rayo láser. Es usada principalmente en la impresión de cantidades pequeñas de estructuras complejas como implantes o piezas para la industria aeroespacial.

Inyección de materiales

Su funcionamiento es similar las impresoras de inyección de tinta, pero se utilizan polímeros de diversos materiales en una caja con moldes de impresión. Los objetos se van modelando capa a capa y te brinda la posibilidad de utilizar materiales distintos en una misma impresión.

El polímero se cura al ser sometido a un rayo de luz ultravioleta y en el tipo MJ (Material Jetting), un cabezal va inyectando gotas muy pequeñas del material sobre la placa de construcción. Hay otro tipo de impresora conocida como DOD (Drop on Demand), en la que el cabezal tiene dos chorros de inyección (uno para el material de construcción y otro para el material de soporte, que es soluble).

Con las impresoras MJ es posible imprimir prototipos en distintos colores, con materiales diversos y al igual que la DOD, también cuenta con un material de soporte soluble. Las DOD son usadas principalmente para la fabricación de moldes.

Inyección de aglutinantes

Con esta tecnología se usa un aglutinante líquido, que se encarga de unir las partículas del lecho de polvo, para formar el objeto a imprimir. Tiene algunas similitudes con las impresoras SLS, ya que se requiere colocar una capa de polvo inicial en la placa de construcción.

En este caso, la fusión del polvo ocurre cuando un cabezal va depositando pequeñas gotas del aglutinante, que van uniendo las partículas y formando la capa. Luego se vuelve a llevar la placa de construcción al lecho de polvo y se repite el proceso.

Los materiales utilizados son la arena, con la que se pueden imprimir objetos a todo color y polvo metálico, para la fabricación de piezas muy detalladas. Para culminar la impresión, los objetos deben ser sinterizados en un horno y las impresoras son de tipo industrial.