FDM vs SLA - Desglose del proceso de impresión 3D

La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, se utiliza para describir uno de los muchos procesos disponibles que implican la conversión de un archivo digital en un objeto sólido tridimensional. Una impresora 3D depositará o fusionará repetidamente capas sucesivas de material, trazando la forma de la sección transversal del archivo hasta que se forme un objeto físico.

El modelado por deposición fundida (FDM) y la estereolitografía (SLA) son los métodos de impresión 3D preferidos por profesionales y aficionados por igual, y ofrecen una flexibilidad de diseño considerable para la creación de prototipos, la fabricación de piezas en general y la fabricación de tiradas cortas. Ambos son capaces de producir resultados de piezas similares, pero los detalles siempre serán importantes al elegir el mejor proceso y material 3D para el trabajo.

En FDM, el termoplástico derretido se extruye sobre una plataforma de construcción, fusionando una capa sobre la capa, hasta que se forma una forma 3D. Los filamentos FDM van desde plástico PLA biodegradable hasta refuerzo de Kevlar resistente y resistente a los impactos, lo que lo hace extremadamente versátil para todo, desde prototipos hasta herramientas y accesorios industriales. Las impresoras 3D FDM también son personalizables, lo que le permite una mayor variedad de configuraciones de impresión y complementos de hardware para adaptarse a un número creciente de materiales. Con SLA, un láser UV o un proyector de luz traza sucesivamente cada capa cortada del objeto, curando capas de resina fotosensible en un plástico endurecido hasta que toma una forma 3D.

FDM

Ventajas de FDM

Existe una variedad de termoplásticos FDM y tipos de filamentos para satisfacer prácticamente cualquier necesidad industrial o de aplicación. Las impresoras 3D FDM cuentan con volúmenes de construcción más grandes que las impresoras SLA, lo que les permite realizar ciertas tareas de fabricación aditiva de tiradas cortas, además de crear prototipos de piezas y modelos de tamaño completo y listos para usar.

Los filamentos tradicionales continúan evolucionando con características integradas como resistencia a ácidos y químicos, baja fricción y alta resistencia. Los filamentos FDM más nuevos contienen mezclas de fibras cortadas, como policarbonato y fibra de carbono, para producir piezas resistentes, ligeras y dimensionalmente estables. Las impresiones 3D FDM pueden abarcar desde pequeñas piezas de repuesto para automóviles clásicos hasta herramientas y accesorios para empresas aeroespaciales, lo que la convierte en la opción más sólida para objetos que requieren funcionamiento y rendimiento mecánicos. Algunas impresoras FDM, como la impresora de la serie industrial X7 de Markforged, tienen la capacidad de imprimir a una altura de capa de 50 micrones, lo que supera los comportamientos típicos de FDM y produce piezas con capas mínimas o nulas visibles y un acabado suave y uniforme.

Al usar las impresoras de la serie industrial o de escritorio de Markforged, los elementos de configuración como la selección del material, la configuración y el hardware correctos ya están en su lugar, lo que significa que no se necesita una configuración de usuario para combatir la delaminación, la velocidad de impresión correcta y la deposición incorrecta de filamentos. Si bien garantizar que la pieza sea un buen candidato para la impresión sigue siendo parte del proceso, no es necesario ajustar las temperaturas o velocidades para garantizar una impresión exitosa.

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Desventajas de FDM

En general, debido a las resoluciones de impresión más bajas de FDM, las "líneas de capa" de la superficie del proceso a veces se muestran, incluso en configuraciones de detalles finos. También conocido como "nervaduras", se requiere pulido y lijado adicionales para que sean comparables a las superficies lisas de una impresión SLA. Si está produciendo prototipos de alta resistencia sin un énfasis en los detalles de la superficie, entonces no importará.

Por lo general, el proceso de impresión 3D FDM también es propenso a fluctuaciones de temperatura, lo que hace que el material de filamento termoplástico se enfríe más lento / más rápido y cause delaminación de la superficie (separación de capas, deformación). El proceso FDM implica un buen número de partes móviles, todas con la tarea de trabajar juntas para dar forma al objeto. Cualquier problema con el cabezal de impresión, el sistema de extrusión o el ensamblaje del extremo caliente, en última instancia, provocará problemas en la mitad de la impresión. Por lo tanto, es necesario prestar mucha atención a la configuración de impresión, el hardware y las especificaciones del material al preparar y cortar su modelo 3D.

SLA

Ventajas del SLA

Las impresiones 3D SLA pueden alcanzar resoluciones tan pequeñas como 25 micrones, lo que da como resultado acabados superficiales suaves y detallados que no tienen rival con FDM y se asemejan a piezas moldeadas por inyección. Es más adecuado para presentaciones o modelos de concepto de "prueba de trabajo", estructuras orgánicas, piezas con geometrías complejas, figuras y otros prototipos de formas únicas.

Gracias al proceso de curado increíblemente preciso del láser UV, las impresiones 3D SLA ofrecen tolerancias dimensionales más estrictas. Esto se debe a que no hay expansión térmica durante la fusión de capas, lo que lo hace ideal para prototipos extremadamente precisos, como postes de joyería, implantes médicos, modelos arquitectónicos intrincados y otros componentes pequeños.

Desventajas del SLA

Debido a las características frágiles del material de resina curada, solo se deben usar formulaciones de resina SLA de grado de ingeniería para piezas que se someten a esfuerzos mecánicos o cargas cíclicas. De lo contrario, la mayoría de las resinas estándar son ideales para estructuras delicadas y detalladas que se utilizan con fines de presentación, como prototipos cosméticos. Actualmente, no hay resina SLA en el mercado comparable en resistencia y rendimiento mecánico a filamentos como policarbonato, nailon u otros materiales FDM resistentes.

Las resinas de impresión 3D SLA suelen costar más y producen menos piezas por unidad de resina que los carretes de filamentos de impresión 3D FDM. Tienen volúmenes de construcción considerablemente más pequeños en comparación con las impresoras 3D FDM y no son adecuadas para trabajos de volumen.

FDM frente a SLA

El primer paso es decidir siempre cuál es la mejor herramienta para el trabajo. FDM y SLA tienen sus ventajas y se pueden utilizar para realizar tareas completamente diferentes o junto con construcciones de ensamblajes de varias partes. Si está buscando crear prototipos de diseño de características finas, entonces SLA es la mejor opción. De lo contrario, FDM será más versátil para las piezas en todo el proceso de producción, desde el diseño hasta la fabricación y el mantenimiento.