Tipos de impresión 3D: todo lo que debes saber sobre esta técnica

Las impresoras 3D cada vez son más baratas y populares, con sus diferentes tipos de impresión 3D, y cada vez se emplean para más aplicaciones. No solo sirven para imprimir objetos tridimensionales para makers, ingenieros, arquitectos, etc., ahora también pueden imprimir tejidos vivos para aplicaciones médicas, viviendas impresas, producción industrial, en el motorsport para crear piezas, para comida impresa, etc.

Si te estás planteando comprar una impresora 3D para casa o para tu negocio, deberías conocer los tipos de impresión 3D, las diferencias, etc. Además, también conocerás algunas claves para poder elegir mejor tu nuevo equipo de impresión…

¿Cómo elegir una impresora 3D y los tipos de impresión 3D?

No solo importan los tipos de impresión 3D a la hora de elegir una impresora 3D, también influyen otros muchos parámetros. Para hacer una buena elección, deberías centrarte en tres cuestiones esenciales:

• ¿Cuánto puedo gastar? Vas a encontrar impresoras muy económicas, de unos cientos de euros, hasta otras que cuestan miles de euros. Todo dependerá de si las quieres para uso doméstico o para usos más profesionales.
• ¿Para qué? Otra pregunta importante. No solo por el precio, también por las prestaciones de la impresora 3D. Por ejemplo, para fabricar pequeñas piezas de casa, no te importa demasiado que sea pequeña y con una velocidad más baja. Pero para fabricar modelos mayores, deberás buscar impresoras que vayan más allá de las 6 u 8″.
• ¿Qué materiales necesito? Para piezas domésticas, con los habituales polímeros plásticos como el PLA, ABS, PETG, etc., será suficiente. En cambio, algunas aplicaciones profesionales/industriales tal vez impliquen el uso de tejidos, metales, nailon, etc.

Tipos de materiales:

Dependiendo de los requisitos de las piezas, necesitarás uno u otro tipo de material de impresión. Evidentemente, las impresoras domésticas, en las que me centraré, no aceptan todo tipo de materiales. Es una de las especificaciones que se muestran, y los filamentos que suelen admitir son:

• ABS: el acrilonitrilo butadieno estireno es un termoplástico bastante habitual (p.e.: las piezas de LEGO están fabricadas con este material). No es biodegradable, pero es duro y tiene cierta rigidez para construir estructuras sólidas. También tiene una gran resistencia química, solo se disuelve con acetona. Resiste bien a la abrasión, y a la temperatura, pero puede estropearse si lo dejas a la intemperie debido a la exposición UV.
• PLA: el ácido poliláctico es biodegradable (se fabrica a partir de semillas, como el almidón de maíz), por lo que es más respetuoso con el medioambiente y se puede usar para proyectos de jardinería. Es válido para usarlo como utensilios de cocina, como vasos, plásticos, cubiertos, etc.  Aunque el acabado no es tan suave como el ABS, tiene un brillo superior.
• HIPS: el poliestireno de alto impacto es muy similar al ABS, aunque no es tan común como los anteriores.
• PET: EL tereftalato de polietileno es habitual en las botellas de agua mineral o refrescos, también en otros envases alimenticios. Es transparente y resiste muy bien a impactos.
• Laywoo-d3: puede cambiar de color (claro/oscuro) con la temperatura, lo que le da multitud de utilidades para su uso en algunas aplicaciones que impliquen control de temperatura. Sus propiedades son similares al PLA, es sólido, y su textura es similar a la madera, con vetas.
• Ninjaflex: el elastómero termoplástico (TPE) es un nuevo material muy revolucionario, y con gran flexibilidad.  Si buscas hacer piezas que flexen, es lo que estás buscando.
• Nailon: es un material (no polímero) muy popular, un tipo de fibra para tejidos que se usa en ropas, cordones, y otros muchos objeto. No es fácil de controlar, por lo que los detalles de las piezas no serán muy buenos, además coge humedad. A su favor tiene la gran resistencia a la temperatura y a la tensión.

Tipos de impresión 3D

Además del material, también importan los tipos de impresión 3D. Al igual que cuando eliges una impresora de papel piensas si quieres una impresora de inyección de tinta, o una láser, LED, etc., cuando eliges una impresora 3D también deberías prestar atención a la tecnología que emplea, ya que de ella va a depender las prestaciones y resultados:

• FDM (Fused Deposition Modeling) o FFF (Fused Filament Fabrication): es un tipo de modelado por deposición fundida del polímero. El filamento se calienta y se funde para su extrusión. El cabezal irá moviéndose con las coordenadas X,Y según la información del archivo de impresión para recrear el objeto. La plataforma sobre la que se construye también es móvil en este caso, y se irá desplazando en dirección Z para ir crear capa a capa. Las ventajas de esta técnica es que es eficiente y rápida, aunque no es apta para modelos con partes que sobresalgan demasiado, ya que se hace de abajo hacia arriba.
• SLA (StereoLithography): la estereolitografía es un sistema bastante antiguo en el que se emplea una resina líquida fotosensible que se irá endureciendo mediante un láser. Así se van creando capas hasta conseguir la pieza final. Tiene las mismas limitaciones que FDM, pero consigue objetos con superficies muy finas y con muchos detalles.
• DLP (Digital Light Processing): el procesamiento digital por luz es uno de los tipos de impresión 3D similares al SLA, pero se usa fotopolímeros líquidos endurecidos por luz. El resultado son objetos con muy buenas resoluciones y muy robustos.
• SLS (Selective Laser Sintering): el sinterizado selectivo por láser es similar al DLP y SLA, pero en vez de líquidos emplean polvo. Se usa para impresoras con nailon, aluminio, y otros materiales de este tipo. El láser irá adhiriendo las partículas de polvo para formar los objetos. Puede crear piezas difíciles de crear mediante moldes o extrusión.
• SLM (Selective Laser Melting): es una tecnología bastante avanzada y cara, similar a la SLS. Se usa fusión selectiva por láser, y se usa principalmente en la industria para fundir polvos metálicos y crear piezas.
• EBM (Electron Beam Melting): esta tecnología también es muy avanzada y cara, orientada para el sector industrial. Emplea una fusión del material mediante un haz de electrones. Puede fundir incluso polvos metálicos y llega hasta los 1000ºC de temperatura. Se pueden generar formas muy completas y avanzadas.
• LOM (Laminated Object Manufacturing): es uno de los tipos de impresión 3D que emplea fabricación por laminado. Se emplean láminas de papel, tejido, metal o plástico para ir formando estructuras. Estas capas se van uniendo mediante un adhesivo y se cortan mediante láser. Es para uso industrial.
• BJ (Binder Jetting): la inyección de aglutinante se emplea también a nivel industrial. Emplea polvo, como algunas otras técnicas. El polvo suele ser yeso, cemento u otro aglutinando que irá uniendo capas. También se puede emplear metal, arena o plástico.
• MJ (Material Jetting): la inyección de material es otra de las tecnologías de impresión 3D usadas en la industria de la joyería. Se ha venido usando desde hace años, y consigue una gran calidad. Se construyen múltiples capas una sobre otra para crear una pieza sólida. El cabezal va inyectando cientos de gotas diminutas de fotopolímero y luego las cura (solidifica) con luz ultravioleta (UV).
•  MSLA (Masked SLA): es un tipo de SLA enmascarado, es decir, emplea una matriz de LED como fuente de luz, emitiendo luz ultravioleta a través de una pantalla de LCD que muestra una lámina de una sola capa como una máscara, de ahí el nombre. Puede lograr tiempos de impresión muy altos, ya que la exposición de cada capa se hace de forma completa de una vez por el LCD, en vez de ir trazando áreas con la punta del láser.
• DMLS (Direct Metal Laser Sintering): genera objetos de forma similar al SLS, pero la diferencia es que no se funde el polvo, sino que se calienta con el láser hasta el punto en el que puede fusionarse a nivel molecular. Debido a las tensiones, las piezas suelen ser algo frágiles, aunque se pueden someter a un proceso térmico posterior para hacerlas más resistentes.
• DOD (Drop On Demand): la impresión de gota a demanda es otro de los tipos de impresión 3D. Emplea dos chorros de tinta, uno deposita el material de construcción y el otro el material disoluble para los soportes. También crea capa a capa como otras técnicas, pero también usan una fresa fly-cutter que pule el área de construcción de crear cada capa. Así se logra una superficie perféctamente plana. Son bastantes usadas en la industria para mayor precisión o para fabricar moldes.

No todos estos son para uso doméstico, algunos están destinados a uso empresarial o industrial. Además, existen otros métodos nuevos que están surgiendo, aunque no son tan populares.

Característica de la impresora

Las impresoras 3D, independientemente de los tipos de impresión 3D, también tienen una serie de características técnicas que determinarán las prestaciones. Las más importantes que deberías conocer son:

• Velocidad de impresión: representa la velocidad con la que la impresora terminará de imprimir la pieza. Se mide en milímetros por segundo. Y pueden ser de 40mm/s, 150mm/s, etc. Mientras más elevada sea, menos tiempo tardará en terminar. Ten en cuenta que algunas piezas, si son grandes y complejas, podrían durar horas…
• Inyector: es la pieza clave, ya que será la encargada de ir depositando el material para formar el material, aunque no todas los tipos de impresión 3D necesitan de uno, ya que algunas funcionan mediante líquido y luz. Pero la mayoría de las domésticas lo tienen, y se componen de las siguientes partes:
  • Punta caliente: es la parte más importante. Se encarga de fundir el filamento mediante temperatura. La temperatura alcanzada dependerá de los tipos de materiales aceptados. Es importante elegir sistemas con enfriador activo.
  • Nozzle (boquilla): es la apertura del cabezal, es decir, por donde sale el filamento fundido. Las hay grandes con mejores adhesiones y velocidades, pero con menor resolución (menos detalles). Las pequeñas son más lentas, pero mucho más precisas para crear formas muy complejas con todo lujo de detalles.
  • Extrusor: el dispositivo que está al otro lado de la punta caliente. Y es el que se encarga de extruir el material fundido. Se puede encontrar varios tipos:
    • Directo: tienen mejor control y facilidad de trabajo. Se llaman así porque son alimentados de forma directa por la punta caliente.
    • Bowden: en este caso, el filamento fundido viajará una determinada distancia entre la punta caliente y el extrusor. Esto aligera el mecanismo inyector, reduciendo las vibraciones y permitiendo que se mueva más rápido.
• Cama caliente: no está presente en todas las impresoras, pero es el soporte o base sobre la que se imprime la pieza. Esta parte puede calentarse para hacer que la pieza no pierda la temperatura durante el proceso de impresión, consiguiendo mejores resultados. Esto es necesario para materiales como el nailon, HIPS o ABS. De lo contrario, cada capa no se pegaría bien a la siguiente. Las impresoras para PET, PLA, PTU, etc., no necesitan cama caliente, y usan una base fría.
• Ventilador: dado que se producen altas temperaturas, las impresoras suelen tener ventiladores para mantener el sistema refrigerado. Esto es importante para mantener la fiabilidad de la impresora.
• STL: como pudiste comprobar en el tema del software de impresión, la mayoría de impresoras han aceptado el formato estándar STL. Asegurate de que tu impresora acepta estos formatos de archivos.
• Soporte: aunque las impresoras más conocidas son compatibles con Windows, macOS y GNU/Linux, deberás prestar especial atención a si existen drivers para tu sistema.
• Extras: algunas impresoras también incluyen algunas otras características que pueden ser interesantes, como pantallas LCD con información sobre el proceso, conectividad WiFi para conectarlas en red, cámaras integradas para poder filmar el proceso de impresión, etc.
• Montada vs desmontada: muchas impresoras vienen ya listas para desempaquetar y usar (para los más inexpertos), pero si te gusta el DIY, puedes encontrar algunos diseños más baratos que puedes montar pieza a pieza mediante kits.