Técnicas de impresión 3D:diferentes tipos de impresión 3D

La impresión 3D es una técnica popular y versátil que viene con una gran cantidad de aplicaciones y beneficios. El término es sinónimo de fabricación aditiva, que es un término general para todas las técnicas de impresión 3D. Las unidades de fabricación aditiva construyen cualquier parte una capa a la vez y aportan una larga lista de ventajas a la mesa.

Además, todos los diferentes tipos de técnicas de impresión 3D le permiten elegir entre tipos de materiales y obtener la combinación correcta de acabado superficial, durabilidad, velocidad y costo. Este artículo analiza los métodos comunes de impresión 3D y explica cómo funcionan para ayudarlo a tomar la mejor decisión para su proyecto.

Fabricación aditiva:una breve descripción

Como se indicó, la fabricación aditiva es el término general que describe todos los métodos de impresión 3D. Cualquier técnica de impresión 3D utiliza un diseño CAD de una computadora y construye la forma geométrica precisa en capas. De ahí viene el nombre de fabricación aditiva. A diferencia de esta tecnología, las técnicas tradicionales generalmente requieren que elimine los materiales sobrantes para crear las formas que necesita.

Al principio, ciertos termoplásticos eran los únicos materiales adecuados para la impresión 3D. Esto restringió las aplicaciones del concepto porque los plásticos no tienen las características físicas necesarias para muchas industrias de alto rendimiento. Sin embargo, la situación ha mejorado con el tiempo ya que diferentes técnicas permitieron el uso de otros materiales como metales, cerámica e incluso materiales orgánicos.

Incluso entonces, los termoplásticos se encuentran entre los materiales más populares para las tecnologías de impresión 3D en la actualidad. El acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), el ácido poliláctico (PLA), el policarbonato (PC) y el alcohol polivinílico (PVA) son algunas de las opciones más comunes en varias industrias debido a su versatilidad y características adecuadas.

Tipos de técnicas de impresión 3D

1 – Chorro de aglomerante

La inyección de aglomerante es un método simple de impresión 3D que se basa en un agente de unión industrial para unir diferentes capas de una pieza. En la inyección de aglutinante, la entrada es el material clave en forma de polvo que la impresora deposita con una fina capa de aglutinante.

Además, el proceso trabaja con materiales como arena, algunos polímeros, polvos metálicos y compuestos metálicos cerámicos. Este es uno de los métodos de impresión 3D de bajo costo que pueden producir grandes volúmenes en un tiempo de respuesta bajo.

Además, la flexibilidad del diseño y la excelente reproducción del color junto con la precisión dimensional de 0,2 mm (metal) tienen un costo. Las características mecánicas de sus resultados no serán tan buenas, lo que limita esta técnica solo a aplicaciones de baja intensidad. Por ejemplo, algunas de las aplicaciones más comunes de Binder Jetting son:

• Piezas metálicas
• Modelos realistas
• Prototipos de bajo costo
• Moldes para fundición en arena

2 – Chorro de material

Otra opción popular entre los tipos de tecnología de impresión 3D es el proceso de inyección de material. En este caso, la impresora 3D utiliza gotas de material licuado para construir cada capa.

Una cosa que hace que este proceso sea único es la capacidad de usar diferentes tipos de material en un solo objeto. Como resultado, puede fabricar piezas con colores y texturas mixtos que le pueden dar una apariencia estética personalizada al producto final.

Generalmente, la resina de fotopolímero es el único material viable para este tipo de proceso de impresión 3D. Ofrece el mejor y más detallado acabado superficial con una precisión dimensional de 0,1 mm, pero las piezas no son adecuadas para ninguna aplicación mecánica debido a sus débiles características y fragilidad.

Estas son algunas de las aplicaciones más comunes del proceso de inyección de material:

• Prototipos estéticos
• Prototipos de moldes de inyección
• Elaborar modelos médicos
• Diseño de presentaciones

3 – Extrusión de materiales

La extrusión es un proceso industrial común en el que fuerza cualquier material cerca de su punto de fusión a través de una abertura más pequeña. Del mismo modo, la técnica de impresión 3D funciona según el mismo principio. En la mayoría de los casos, el proceso de extrusión utiliza plásticos y filamentos compuestos. Por ejemplo, PLA, ABS, PET, fibra de carbono y otros materiales son bastante comunes.

Durante el proceso, los materiales se empujan a través de una pequeña boquilla que los calienta hasta el punto de fusión y se depositan en un camino predeterminado que forma una capa.

El proceso se repite varias veces hasta completar toda la pieza. Hoy en día, puede usar biomateriales extruidos, artículos comestibles y una variedad de otros materiales, pero los más comunes son PLA, ABS y otros plásticos.

La extrusión de material es, con mucho, la técnica de impresión 3D de menor costo con una precisión y versatilidad decentes. Es por eso que encontrará que la mayoría de las impresoras 3D domésticas utilizan este tipo de tecnología de impresión 3D, ya que es más común y más fácil de manejar.

Estas son algunas de las aplicaciones más comunes de la extrusión de materiales en la impresión 3D:

• Carcasas electrónicas
• Ajuste de forma
• Accesorios
• Patrones de casting de inversión

4 – Polimerización en cuba

Este es un proceso de impresión 3D único que utiliza una fuente de luz para curar una resina de fotopolímero. El material adecuado para esto es solo la resina de fotopolímero que está disponible en muchos colores y formas. Este método produce un acabado superficial excepcional y permite geometrías elaboradas y complejas.

La técnica de polimerización en tina a menudo se caracteriza además en varios tipos. Aquí están los tres principales:

• Estereolitografía (SLA)
• Procesamiento de luz digital (DLP)
• Estereolitografía enmascarada (MSLA)

Además, también se están investigando muchas otras formas que mejoran aún más la aplicación y la versatilidad de esta técnica. El concepto principal es similar. Sin embargo, la diferencia entre todas estas formas es la fuente de luz, que en realidad juega un papel integral en el proceso de curado.

Por ejemplo, algunas de las aplicaciones más comunes en las que utiliza la impresión 3D de polimerización en cuba se enumeran a continuación:

• Moldes de inyección
• Prototipos de polímeros
• Diseño de presentaciones
• Accesorios dentales
• Piezas médicas
• Industria de la joyería 

5 – Fusión de lecho de polvo

Este es uno de los tipos más avanzados de impresión 3D con mucho potencial en muchas aplicaciones de alta gama. La fusión de lecho de polvo funciona enfocando una fuente térmica sobre un área pequeña para inducir la fusión entre las capas de material en su forma de polvo.

Por ejemplo, el proceso funciona en la mayoría de los termoplásticos, cerámicos y metales para ofrecer una precisión dimensional excepcional del 0,3 %. Algunos de los procesos de impresión 3D comunes son la sinterización selectiva por láser (SLS), la fusión selectiva por láser (SLM), la fusión por haz de electrones (EBM), la sinterización directa por láser de metal (DMLS) y Multi Jet Fusion (MJF), por nombrar algunos.

Para ilustrar esto, aquí hay algunas aplicaciones comunes que se basan en la técnica de fusión de lecho de polvo:

• Piezas metálicas funcionales
• Producción de bajo volumen
• Diseños huecos

6 – Deposición directa de energía

La deposición de energía directa es una técnica de impresión 3D que no requiere estructura de soporte y trabaja simultáneamente para depositar y curar las capas. Además, la técnica se basa en un haz de electrones, un láser potente o plasma para energizar altamente el material cerca de su punto de fusión para construir las capas.

Las aplicaciones de DED no se limitan solo a la construcción de cosas. El proceso único repara objetos y ahí es donde generalmente lo verás con más frecuencia.

Los tipos de procesos más comunes son LENS, EBAM, Cold Spray y otros. Además, el proceso DED se limita solo a metales y funciona bien tanto con alambres como con polvos. Sin embargo, deberá gastar mucho dinero en posprocesamiento, lo que no lo convierte en una opción viable para muchas industrias.

Por ejemplo, algunas de las aplicaciones más comunes de DED son:

• Reparación de componentes de alta gama
• Prototipos funcionales

7 – Laminación de láminas

Tal como sugiere su nombre, la laminación de láminas es una técnica que apila láminas de metal extremadamente delgadas una sobre otra para producir un objeto 3D. Sin embargo, este proceso es bastante impreciso pero produce resultados extremadamente rápidos y económicos. Presentando así vías limitadas para aplicaciones funcionales.

Generalmente, el proceso de laminación de láminas utiliza papel, polímero o láminas delgadas de metal para este proceso. Las tecnologías de procesamiento más comunes son la fabricación de objetos laminados (LOM) y la consolidación ultrasónica (UC), que producen una gran cantidad de desechos y requieren un procesamiento adicional de la pieza antes de su uso.

Algunas de las aplicaciones más comunes del proceso de laminación de láminas son;

• Prototipos no funcionales
• Evaluación de la viabilidad del diseño
• Modelos de presentación
• Estampados multicolores
• Moldes de fundición

Cree prototipos efectivos sin problemas, comuníquese con RapidDirect para obtener servicios de impresión 3D premium al mejor costo.

Aplicaciones comunes de la impresión 3D

La impresión 3D a menudo se asocia con la creación rápida de prototipos y con razón. Es una de las aplicaciones más comunes de esta tecnología en la actualidad. Sin embargo, los métodos de impresión 3D evolucionaron con el tiempo y ahora cubren varios dominios nuevos.

Hoy en día, diferentes técnicas de impresión 3D son esenciales para varios sectores industriales. Estas son algunas de las áreas en las que el método de impresión 3D está jugando un papel integral para impulsar la innovación y el crecimiento.

1 – Aeroespacial

El sector aeroespacial y de defensa tiene la parte del león a la hora de aplicar la impresión 3D a sus procesos. Por ejemplo, el mercado de tipos de impresión 3D en el sector aeroespacial supera los 10 400 millones de dólares y continúa creciendo con el tiempo.

Además, la creación rápida de prototipos no es la única aplicación práctica de los diferentes métodos de impresión 3D en el sector aeroespacial. Desde herramientas hasta el desarrollo de componentes livianos e incluso elementos estructurales de aeronaves, la tecnología continúa facilitando la eficiencia de los materiales. Resultando en más oportunidades de reducir los costos generales sin comprometer la calidad.

2 – Automoción

El sector automotriz es el próximo gran avance en lo que respecta a las aplicaciones potenciales de los tipos de impresión 3D a gran escala. La demanda mundial de diferentes tipos de impresión 3D sigue aumentando exponencialmente y los expertos creen que la industria aeroespacial competirá duramente por ocupar el primer puesto en un futuro próximo.

Además, el desarrollo de nuevos tipos de tecnología de impresión 3D coincide con una mayor demanda de automóviles más aerodinámicos y componentes livianos. Del mismo modo, los enfoques de fabricación tradicionales no pueden mantenerse al día con las demandas actuales del sector y la impresión 3D parece ser la siguiente respuesta.

Hoy en día, la creación rápida de prototipos es la aplicación predominante de este sector, pero el futuro es realmente emocionante con potencial para un desarrollo de productos más rápido y una mayor flexibilidad de diseño.

3 – Salud

Otra excelente vía donde la impresión 3D juega un papel importante en el sector de la salud. Por ejemplo, los dispositivos avanzados, las prótesis, los implantes y otros dispositivos de atención médica personal requieren flexibilidad y personalización. Afortunadamente, los diferentes tipos de métodos de impresión 3D son una solución perfecta para cumplir con los requisitos dinámicos de este sector.

Además, una aplicación importante de las técnicas de impresión 3D es la bioimpresión. Por ejemplo, los investigadores de hoy están trabajando para combinar la investigación con células madre y la impresión 3D para crear órganos artificiales. Esta es una investigación importante que puede salvar vidas y reducir los riesgos asociados que conllevan las cirugías de trasplante, ya que el biomaterial será idéntico a las células del paciente.

4 – Procesos industriales

Además de ser parte integral de sectores industriales específicos como el aeroespacial y el sanitario, todos los tipos de impresión 3D también desempeñan un papel en muchos procesos industriales generales. Para ilustrar, la creación rápida de prototipos, herramientas y otras aplicaciones ayudan a las empresas a mantener la eficiencia, lograr flexibilidad y reducir los costos generales.

5 – Bienes de consumo

Las industrias orientadas al consumidor requieren una planificación cuidadosa y flexibilidad para garantizar que una marca o producto en particular siga siendo la mejor opción en el mercado. Esto significa nuevos diseños ergonómicos y formas inusuales que a menudo son imposibles de lograr con las técnicas de mecanizado tradicionales.

Además, la impresión 3D para la producción en masa se encuentra entre las formas más exitosas de satisfacer las demandas modernas al combinar funcionalidad y estética. Desde el desarrollo del producto hasta las pruebas, la creación de prototipos y la producción final. Como resultado, la impresión 3D se está volviendo cada vez más popular en el sector de bienes de consumo.

¿Por qué la impresión 3D es una mejor opción?

No puede estar relacionado con ninguna industria tecnológica y no escuchar todos los beneficios que ofrece la impresión 3D. La cantidad de aplicaciones versátiles que ofrece la impresión 3D ha sido un factor principal en su merecida popularidad.

Además, cualquier entusiasta de la tecnología podrá informarle sobre la facilidad con la que permite la creación de piezas altamente sofisticadas con poco o ningún desperdicio. Además, todas las técnicas de impresión 3D disponibles logran proporcionar la comodidad de modificaciones fáciles y eficientes al mismo tiempo que reducen el costo y el tiempo.

Eche un vistazo a las siguientes ventajas que solo rascan la superficie de todo lo que la fabricación aditiva tiene para ofrecer:

• Reducir los plazos de entrega
• Alta resistencia y durabilidad de los objetos creados
• Permite la fabricación de piezas únicas y específicas
• Ofrece soluciones eficientes y rápidas
• Es la opción ideal para la creación rápida de prototipos

7 consideraciones al elegir una técnica de impresión 3D

La impresión 3D es un término amplio que comprende una colección de varios tipos diferentes de impresión 3D, como se mencionó anteriormente.

Comprender qué métodos de impresión 3D usar es un desafío en sí mismo. Por lo tanto, esta tarea requiere un conocimiento profundo de los requisitos técnicos de su aplicación, pero también de las fortalezas y debilidades de cada método disponible. Un enfoque que puede tomar para ayudarlo a decidir en función de las restricciones principales de su proyecto. Por ejemplo, las siguientes 7 restricciones pueden ser las más importantes para ayudarlo a decidir.

• Presupuesto
• Propiedades geométricas
• Material utilizado para imprimir
• Propiedades mecánicas
• Velocidad de producción
• Cantidades de piezas
• Seguridad

Preguntas frecuentes sobre los tipos de impresión 3D

Comprender todas las complejidades dentro del proceso de impresión 3D puede ser una tarea difícil. Estas son algunas de las consultas comunes que podría tener sobre la impresión 3D y la fabricación aditiva en general.

¿Cuántos tipos de impresión 3D existen?

Encontrará varias impresoras 3D diferentes disponibles en el mercado, pero las 7 técnicas antes mencionadas, a saber, Binder Jetting, Material Jetting, Material Extrusion, Vat Polymerization, Powder Bed Fusion, Direct Energy Deposition y Sheet Lamination, son las más comunes en muchas industrias.

Además, estas técnicas cubren una amplia gama de materiales y brindan el equilibrio perfecto entre funcionalidad, estética y costos para cubrir las aplicaciones más comunes de la tecnología de impresión 33D.

¿Cuál es el tipo de impresión 3D más común?

El modelado por deposición fundida, o FDM en resumen, se ha destacado como la técnica de impresión 3D más utilizada a nivel de consumidor. Por lo tanto, la tecnología se ha pulido y modificado ampliamente para el escritorio. La mayoría de los usuarios de FDM han descubierto que es más asequible y fácil de usar.

¿Qué tipo de impresión 3D ofrece piezas de alta resolución?

Si la resolución de las piezas es una de sus principales preocupaciones, la mejor opción para usted sería utilizar impresoras 3D SLA. SLA produce impresiones mejores y más detalladas, lo que permite la fabricación de piezas más precisas con mayor exactitud.

Comience con el servicio de impresión 3D RapidDierect

Ya sea que esté confundido acerca de qué técnica de impresión 3D usar o necesite servicios rápidos de creación de prototipos, RapidDirect es el socio ideal para tener.

Con RapidDirect, tiene servicios FDM, SLA y SLS de primera calidad disponibles al alcance de su mano, todos ofrecidos a un precio competitivo. Además, RapidDirect le ofrece una amplia gama de materiales y acabados superficiales para elegir. No solo eso, si está confundido acerca de algún paso del proceso de fabricación o necesita asesoramiento profesional, puede comunicarse con nosotros para obtener orientación de nuestro equipo de expertos.

Contáctanos hoy para comenzar. También puede cargar sus archivos en el sitio web para obtener un presupuesto y un análisis DfM en cuestión de horas.