Tipos de impresoras 3D e as súas características

No artigo anterior fixemos unha especie de introdución ao mundo das impresoras 3D. Agora toca afondar un pouco máis nesta tecnoloxía, coñecendo máis os segredos que esconden estes equipos, así como os tipos de impresoras 3D que existen. Algo vital á hora de elixir o axeitado, xa que todos teñen as súas vantaxes e inconvenientes, polo que sempre haberá un máis acorde coas túas necesidades.

Tipos de impresoras 3D segundo as tecnoloxías de impresión

Os tipos de impresoras 3D son moi numerosos, e pódese clasificar segundo varios criterios. Aquí tes algúns dos máis importantes:

familias principais

Do mesmo xeito que as impresoras convencionais tamén teñen varias familias, as impresoras 3D poderían clasificarse principalmente en 3 grupos:

• Tinta: non é unha tinta común, senón un composto en po como celulosa ou xeso. A impresora construirá o modelo a partir deste conglomerado de po.

• Láser/LED (óptica): é a tecnoloxía utilizada nas impresoras de resina 3D. Basicamente conteñen un líquido nun depósito e son sometidos a exposición a láser para solidificar a resina e cura UV para endurecer. Iso fai que o resina (fotopolímero a base de acrílico) transfórmase nunha peza sólida coa forma que se precisa.

• Inxección: son os que utilizan principalmente filamentos (normalmente termoplásticos) como PLA, ABS, Tuvalu, nylon, etc. A idea desta familia é crear formas mediante a deposición de capas fundidas destes materiais (poden ser moi variadas). O resultado é unha peza robusta, aínda que máis lenta e con menos precisión que o láser.

Unha vez coñecidas estas familias, nos seguintes apartados coñeceremos máis sobre cada unha delas e as tecnoloxías que poidan existir.

Impresoras 3D de resina e/ou ópticas

O impresoras 3D de resina e óptica Son dos máis sofisticados e con mellores resultados nos seus acabados, pero tamén adoitan ser moito máis caros. Ademais, tamén necesitarán máquinas adicionais como o lavado e o curado nalgúns casos, xa que estas funcións non están integradas na propia impresora (ou nos casos en que a limpeza das pezas nun MSLA sexa engorroso).

• Lavado: Despois de imprimir a parte 3D, é necesario un proceso de lavado. Pero en lugar de cepillar e pulverizar a peza, podes sacar a parte rematada da plataforma de construción e usar as lavadoras. Estes actuarán como un lavadoiro automático, cunha hélice que xira magnéticamente no seu interior e axita o líquido de limpeza (un tanque cheo de alcohol isopropílico -IPA-) no interior da cabina hermeticamente pechada.
• Coidado: despois da limpeza tamén é necesario curar a peza, é dicir, a exposición a raios ultravioleta que alteran as propiedades do polímero e o endurecen. Para iso, a estación de curado retira a peza do líquido de limpeza onde estaba mergullada, sécaa mentres a xira para chegar a todos os lados. Unha vez feito isto, unha barra LED UV comezará a curar a peza, coma se fose un forno.

SLA (estéreolitografía)

Este técnica de estereolitografía é un método bastante antigo que foi renovado para as impresoras 3D. Utilízase unha resina líquida fotosensible que se endurecerá nos lugares onde incide o raio láser. Así se crean as capas ata conseguir a peza rematada.

SLS (sinterización láser selectiva)

É outro proceso de sinterización selectiva por láser similar ao DLP e SLA, pero en lugar dun líquido empregarase un po. O raio láser fundirase e adherirase capa por capa ás partículas de po ata que se forme o modelo final. A vantaxe deste método é que pode utilizar moitos materiais diferentes (nylon, metal,...) para crear pezas difíciles de crear mediante métodos tradicionais como moldes ou extrusión.

DLP (Procesamento de luz dixital)

Esta tecnoloxía de procesamento dixital da luz é outro tipo de impresión 3D similar á SLA, e tamén utiliza fotopolímeros líquidos endurecidos á luz. Non obstante, a diferenza está na fonte de luz, que neste caso é unha pantalla de proxección dixital, centrándose nos puntos nos que a resina necesita endurecerse, acelerando o proceso de impresión en comparación co SLA.

MSLA (SLA enmascarado)

Está baseado na tecnoloxía SLA e comparte moitas das súas características, pero é un tipo de tecnoloxía SLA enmascarada. É dicir, usa unha matriz LED como fonte de luz UV. É dicir, dispón dunha pantalla LCD a través da cal se emite luz que se axusta á forma dunha capa, deixando ao descuberto toda a resina ao mesmo tempo e conseguindo maiores velocidades de impresión. É dicir, a pantalla está proxectando rebanadas ou rebanadas.

DMLS (sinterización directa con láser de metal) o DMLS (sinterización directa con láser de metales PolyJet)

Neste caso, xera obxectos dun xeito similar ao SLS, pero a diferenza é que o po non se funde, senón que é quentado polo láser ata o punto de que pode fusionarse a nivel molecular. Debido ás tensións, as pezas adoitan ser algo fráxiles, aínda que poden ser sometidas a un proceso térmico posterior para facelas máis resistentes. Esta tecnoloxía é moi utilizada na industria para fabricar pezas metálicas ou de aliaxe.

Extrusión ou deposición (inxección)

Cando falamos da familia de impresoras que usan técnicas de deposición utilizando extrusoras de materiais, pódense diferenciar as seguintes tecnoloxías:

FDM (Modelado de deposición fusionada)

Estas técnicas de modelado depositando material fundido para compoñer o obxecto capa por capa. Cando un filamento se quenta e se funde, pasa por unha extrusora e o cabezal móvese nas coordenadas XY indicadas pola ficha co modelo de impresión. Para a outra dimensión use un desplazamento Z para as capas sucesivas.

FFF (Fabricación de filamentos fundidos)

Diferenzas entre FDM e FFF? Aínda que ás veces se usa como sinónimo, FDM é un termo que fai referencia a unha tecnoloxía desenvolvida por Stratasys en 1989. Pola contra, o termo FFF ten semellanzas, pero foi acuñado polos creadores de RepRap en 2005.

Coa popularización das impresoras 3D e do Caducidade da patente FDM en 2009, abriuse o camiño para novas impresoras de baixo custo cunha tecnoloxía moi similar chamada FFF:

• FDM: máquinas grandes e pechadas para uso en enxeñaría e con resultados de alta calidade.
• FFF: impresoras abertas, máis baratas, e con resultados máis pobres e inconsistentes para aplicacións nas que se necesitan pezas con propiedades moi específicas.

Outros tipos de impresoras 3D avanzadas

Ademais dos tipos anteriores de impresoras 3D ou tecnoloxías de impresión, hai outras que quizais non sexan populares para o uso doméstico, pero que son son interesantes para a industria ou a investigación:

MJF (Multi Jet Fusion) ou MJ (inyección de material)

Outra tecnoloxía de impresión 3D que podes atopar é a MJF ou simplemente MJ. Como o seu nome indica, é un proceso que utiliza a inxección de materiais. Os tipos de impresoras 3D que adoptaron este método de impresión destínanse principalmente á industria da xoiería, logrando unha alta calidade inxectando centos de minúsculas gotas de fotopolímero e despois pasando por un proceso de curado (solidificación) por luz UV (ultravioleta).

SLM (fusión selectiva por láser)

Trátase dunha tecnoloxía avanzada, cunha fonte láser de moi alta potencia, e as impresoras 3D deste tipo teñen prezos bastante elevados, polo que está pensada para uso profesional. En certo modo, son similares á tecnoloxía óptica SLS, fusionándose selectivamente mediante láser. Moi usado en fundir selectivamente o po de metal e xera pezas moi robustas capa a capa, polo que se evitan determinados tratamentos posteriores.

EBM (fusión de feixes de electróns)

Tecnoloxía fusión de feixe de electróns é un proceso de fabricación aditiva moi semellante ao SLM, e moi arraigado na industria aeroespacial. Tamén é capaz de producir modelos moi densos e robustos, pero a diferenza é que, en lugar dun láser, utilízase un feixe de electróns para fundir o po metálico. Esta tecnoloxía de uso industrial pode provocar a fusión a temperaturas de 1000ºC.

BJ (inyección de carpetas)

É outro dos tipos de impresoras 3D existentes, cunha tecnoloxía empregada a nivel industrial. Neste caso, iso use un po como base para a fabricación de pezas, cun aglutinante para formar capas. É dicir, utiliza pos do material xunto cunha especie de adhesivo que posteriormente se eliminará para que só quede o material de base. Este tipo de impresoras poden utilizar materiais como xeso, cemento, partículas metálicas, area e mesmo polímeros.

Concreto ou 3DCP

É un tipo de impresión que atopa cada vez máis interese para o sector da construción. 3DCP significa 3D Concrete Printing, é dicir, impresión 3D de cemento. Un proceso asistido por ordenador para crear estruturas de cemento por extrusión para formar capas e así construír muros, vivendas, etc.

LOM (Fabricación de obxectos laminados)

O LOM engloba algúns tipos de impresoras 3D que se utilizan para fabricación de laminación. Para iso utilízanse tecidos, follas de papel, láminas ou chapas metálicas, plásticos, etc., depositando folla a folla para as capas e empregando un adhesivo para unilas, ademais de utilizar técnicas de corte industrial para xerar a forma, como pode ser o corte con láser.

DOD (Drop on Demand)

Outra técnica de caída baixo demanda utiliza dous chorros de "tinta", un depositando o material de construción do obxecto e outro un material disolveble para os soportes. Deste xeito, constrúe capa por capa, utilizando ferramentas adicionais para formar o modelo, como un cortamoscas que pule a zona en construción. Deste xeito, conséguese unha superficie perfectamente plana, polo que é moi utilizado na industria onde se precisa unha maior precisión, como para fabricar moldes.

MME (extrusión de material metálico)

Este método é moi semellante ao FFF ou FDM, é dicir, consiste na extrusión dun polímero. A diferenza é que isto polímero ten unha alta carga de po metálico. Polo tanto, ao crear a forma, pódese facer un post-procesamento (desunión e sinterización) para crear unha peza metálica sólida.

UAM (Fabricación de aditivos por ultrasonidos)

Este outro método utiliza chapas metálicas que están capa por capa e fundidas entre si ecografía para mesturar as superficies e crear unha parte sólida.

bioimpresión

Por último, entre os tipos de impresoras 3D, non pode faltar unha das máis avanzadas e interesantes para uso médico, entre outras aplicacións do sector. Trátase de tecnoloxía de bioimpresión, que se pode basear nalgunha das técnicas anteriores, pero con particularidades. Por exemplo, hai casos nos que se basean na deposición de capas, chorros de tinta biolóxica (biotinta), bioimpresión asistida por láser, presión, microextrusión, SLA, extrusión celular directa, tecnoloxías magnéticas, etc. Todo dependerá do uso que se lle queira dar, xa que cada un ten as súas potenciais vantaxes e limitacións.

A bioimpresión 3D ten tres fases fundamentais Que son:

1. Pre-bioimpresión: é o proceso de creación dun modelo, como o modelado 3D mediante software de impresión 3D. Pero, neste caso, son necesarios pasos máis complexos para obter o devandito modelo, con probas como biopsias, tomografía computarizada, resonancia magnética, etc. Deste xeito poderás obter o modelo que se enviará para imprimir.
2. bioimpresión: Cando se empregan os diferentes materiais necesarios, como solucións líquidas con células, matrices, nutrientes, biotintas, etc., e se colocan no cartucho de impresión para que a impresora comece a crear o tecido, órgano ou obxecto.
3. Post-bioimpresión: é o proceso previo á impresión, como foi o caso da impresión 3D, tamén hai diversos procesos previos. Poden ser para xerar unha estrutura estable, maduración do tecido, vasculación, etc. En moitos casos, son necesarios biorreactores para iso.

Tipos de impresoras 3D segundo materiais

Outra forma de catalogar impresoras 3D é mediante o tipo de material no que poden imprimir, aínda que algunhas das impresoras 3D domésticas e industriais aceptan unha variedade de materiais para imprimir (sempre que teñan características similares, como punto de fusión,...), do mesmo xeito que unha impresora convencional pode utilizar distintos tipos de papel.

impresoras 3D metálicas

Non todos os metais son adecuados para diferentes tipos de impresoras 3D. De feito, usando algunhas das tecnoloxías vistas anteriormente, só se poden manexar algunhas. O pos metálicos máis comúns utilizados na fabricación aditiva son:

• Acero inoxidable (varios tipos)
• Aceiro para ferramentas (con diferente composición de carbono)
• Aliaxes de titanio.
• Aliaxes de aluminio.
• Superaliaxes a base de níquel, como o Inconel (unha aliaxe austenítica de Ni-Cr).
• Aliaxes cobalto-cromo.
• Aliaxes a base de cobre.
• Metais preciosos (ouro, prata, platino,...).
• Metais exóticos (paladio, tántalo,...).

Impresoras 3D de alimentos

Fonte: REUTERS/Amir Cohen

Cada vez é máis común atopalo Impresoras 3D para facer comida utilizando métodos de fabricación aditiva. Neste caso, algúns dos máis comúns son:

• Compoñentes funcionais (prebióticos, probióticos, minerais, vitaminas, ácidos graxos, fitoquímicos e outros antioxidantes).
• Fibra.
• Graxas
• Diferentes tipos de hidratos de carbono, como fariña e azucre.
• Proteínas (animais ou vexetais) para formar texturas tipo carne.
• Hidroxeles, como xelatina e alxinato.
• Chocolates.

Impresoras 3D de plástico

Por suposto, un dos materiais máis utilizados para a impresión 3D, especialmente para as impresoras 3D domésticas, é os polímeros:

• Plásticos como PLA, ABS, PET, PC, etc.
• Polímeros de alto rendemento como PEEK, PEKK, ULTEM, etc.
• Poliamidas sintéticas de tipo téxtil como nailon ou nailon.
• Soluble en auga como HIPS, PVA, BVOH, etc.
• Flexible como TPE ou TPU, como as das fundas de silicona para teléfonos móbiles.
• Resinas a base de polimerización.

Ademais, se vas utilizar unha impresora 3D para imprimir obxectos para usar en alimentos, como cuncas, vasos, pratos, cubertos, etc., debes saber cal é o plásticos seguros para alimentos:

• PLA, PP, copoliéster, PET, PET-G, HIPS, nailon 6, ABS, ASA e PEI. Se os vas utilizar para lavar no lavalouzas ou para soportar temperaturas máis altas, desbota o nailon, o PLA e o PET, xa que tenden a deformarse a temperaturas entre 60-70ºC.

Biomateriais

Fonte: BloodBusiness.com

En relación a Bioimpresión 3D, tamén podes atopar unha gran variedade de produtos e materiais:

• polímeros sintéticos.
• Ácido poli-L-láctico.
• Biomoléculas, como o ADN.
• Biotintas de baixa viscosidade con células en suspensión (células específicas ou células nai). Con ácido hialurónico, coláxeno, etc.
• Metais para prótesis.
• Proteínas
• Compostos.
• Xelatina agarosa.
• materiais fotosensibles.
• Acrílicos e resinas epoxi.
• Tereftalato de polibutileno (PBT)
• Ácido poliglicólico (PGA)
• Poliéter Éter Cetona (PEEK)
• Poliuretano
• Alcohol polivinílico (PVA)
• Ácido poliláctico-co-glicólico (PLGA)
• quitosano
• Outras pastas, hidroxeles e líquidos.

Compostos e híbridos

Tamén hai outros compostos híbridos para impresoras 3D, aínda que tenden a ser máis exóticas e moi diversas:

• A base de PLA (70% PLA + 30% outro material), como madeira, bambú, la, filamentos de cortiza, etc.
• Composites (fibra de carbono, fibra de vidro, kevlar, etc.).
• Alúmina (mestura de polímeros e po de aluminio).
• Cerámicas. Algúns exemplos son a porcelana, a terracota, etc.
  • Óxidos metálicos: alúmina, circón, cuarzo, etc.
  • Non a base de óxidos: carburos de silicio, nitruro de aluminio, etc.
  • Biocerámicas: como hidroxiapatita (HA), fosfato tricálcico (TCP), etc.
• Compostos a base de cemento, como diferentes tipos de morteiro e formigón.
• Nanomateriais e materiais intelixentes.
• E moitos máis materiais innovadores que están chegando.

Segundo usos

Por último, pero non menos importante, tamén se poderían catalogar varios tipos de impresoras 3D segundo o uso que se dará:

Impresoras 3D industriais

O impresoras 3D industriais Son un tipo de impresora moi particular. Adoitan ter tecnoloxías avanzadas, ademais de ser de tamaño considerablemente grande, e cun prezo de miles de euros. Están deseñados para o seu uso na industria, para fabricarse de forma rápida, precisa e en grandes cantidades. E poden utilizarse en sectores como a aeronáutica, electrónica e semicondutores, farmacéutico, vehículos, construción, aeroespacial, automovilismo, etc.

O Precios de impresoras 3d industriales pode oscilar de 4000 € a 300.000 € nalgúns casos, dependendo do tamaño, marca, modelo, materiais e características.

grandes impresoras 3d

Aínda que este tipo de grandes impresoras 3d poderían incluírse dentro dos industriais, é certo que existen algúns modelos pensados ​​para o seu uso fóra da industria, como algunhas impresoras capaces de imprimir pezas grandes para aqueles fabricantes que o precisen, para pequenas empresas, etc. Refírome a aqueles modelos que non son tan grandes e caros como os industriais, como Anycubic Chiron, Snapmaker 3D, Tronxy X5SA, Tevo Tornado, Creality CR 10S, Dremer DigiLab 3D20, etc.

impresoras 3d baratas

Moitos kits de montaxe Impresoras 3D para uso doméstico, ou algúns proxectos de código aberto, como Prusa, Lulzbot, Voron, SeeMeCNC, BigFDM, Creality Ender, Ultimaker, etc., así como outras marcas que venden impresoras 3D compactas, levaron a impresión 3D tamén a moitos fogares. O que antes só podían permitirse unhas poucas empresas, agora pode ter un prezo similar ás impresoras convencionais.

Xeralmente, estas impresoras son destinado a uso privado, como os entusiastas do bricolaxe ou os makers, ou para algúns autónomos que precisan crear determinados modelos de forma ocasional. Pero non están deseñados para crear modelos grandes, nin masivamente nin rapidamente. E, na súa maior parte, están feitos con resina ou filamento plástico.

lapis 3d

Finalmente, para completar este artigo, non quería deixarme atrás Lapis 3D. Non son un dos tipos de impresoras 3D como tal, pero si teñen un obxectivo común e poden resultar moi prácticos para crear algúns modelos sinxelos, para nenos, etc.

Teñen un prezo moi barato, e basicamente son pequenas impresoras 3D portátiles en forma de bolígrafo co que facer debuxos con volume. Adoitan empregar filamentos de plástico como PLA, ABS, etc., e o seu funcionamento é moi sinxelo. Básicamente, conéctanse a unha toma eléctrica e quéntanse como soldados ou pistolas de cola quente. Así funden o plástico que fluirá pola punta para crear o debuxo.

Máis información

• Mellores impresoras 3D de resina
• Escáner 3D
• Recambios para impresoras 3D
• Filamentos e resinas para impresoras 3D
• Mellores impresoras 3D industriais
• As mellores impresoras 3D para o fogar
• As mellores impresoras 3D baratas
• Como elixir a mellor impresora 3D
• Todo sobre os formatos de impresión STL e 3D
• Guía de inicio da impresión 3D