¿Las Impresoras 3D de Resina Requieren Soportes? Descúbrelo Ahora

La mayoría de los entusiastas de la impresión 3D descubrieron este interesante mundo al escuchar primero sobre las impresoras de modelado por deposición fundida. Esta tecnología es, sin duda, la más popular en el mercado en este momento y probablemente seguirá siéndolo en los años venideros.

Sin embargo, sigue siendo importante conocer la diferencia entre ambas técnicas y tener una comprensión básica de cómo funcionan. Una de las preguntas más comunes que recibo al hablar de impresoras de resina es sobre la necesidad (o no) de soportes.

Profundizaré en las impresoras de resina y las principales diferencias entre ellas y las impresoras FDM. Pero primero, vayamos al grano y respondamos a la pregunta que te trajo aquí: ¿necesitan soportes las impresoras de resina?

Las impresoras 3D de resina casi siempre requieren algún tipo de soportes para imprimir con éxito la mayoría de los modelos, ya que son necesarios para secciones de un modelo que no tienen una capa anterior a la que adherirse. Además, se usa una estructura de soporte similar a una balsa (llamada PAD) para evitar que la pieza se despegue de la placa de construcción.

¿Por qué una impresora 3D de resina necesita soportes?

Hay mucha desinformación al respecto cuando hablamos de impresoras 3D de resina. Debido a que son mucho más caras que sus contrapartes FDM, la mayoría de los recién llegados al mundo de la impresión 3D evitan comprarlas. Además, su uso es mucho más complicado. Para operar una impresora 3D de resina necesitas:

• Un espacio ventilado, debido a la toxicidad de los gases que emite.
• El uso de guantes y gafas de protección ocular ya que la resina irrita la piel y el haz láser emitido podría dañar tus ojos.
• Mayor investigación y conocimiento sobre la tecnología involucrada en el proceso.

Este último punto es el más importante, y es por eso que muchas personas tienen dudas sobre la necesidad de usar soportes en las piezas impresas. Algunos creen que el láser cura (un proceso de endurecimiento) la resina instantáneamente, y en puntos tan específicos que no es necesario colocar soportes.

De hecho, los soportes son igual de necesarios en la impresión 3D de resina y en la impresión 3D FDM. El principio es el mismo: no puedes crear una capa sin algún material que la mantenga en su lugar.

La diferencia entre las dos tecnologías implica que los soportes tienen diferentes funciones durante el proceso:

• En la impresión FDM tradicional, el filamento "cae" debido a la acción de la gravedad, lo que significa que ciertas partes del objeto se imprimirían en el aire, sin una base sobre la que apoyarse.
• Por otro lado, al imprimir con resina, la impresora comienza a imprimir el objeto en la dirección opuesta. En otras palabras, la "cama" está ubicada mirando hacia abajo, y a medida que se imprime cada capa, esta superficie sube. Al final, obtendremos un objeto orientado boca abajo.

Para entenderlo un poco mejor, veamos el siguiente ejemplo: un objeto imaginario que queremos imprimir consiste en una persona de pie sobre sus pies, con los brazos colgando relajados a los lados y los dedos apuntando hacia abajo. Lo primero que hará la impresora de resina (como la FDM) es imprimir la suela de los zapatos. Después, la placa sobre la que se adhiere la resina curada subirá un poco y continuará la impresión de los zapatos. Después, continuará hacia abajo (o hacia arriba, en este caso...) por las piernas. La única diferencia con FDM hasta ahora es que la persona impresa está rotada 180° en el eje vertical.

En algún punto entre las rodillas y la cintura, se deberían imprimir las primeras capas de las yemas de los dedos. A medida que la placa sube, no hay nada entre ella y esa capa recién impresa. Por lo tanto, no hay material para "tirar" de esa capa hacia arriba. Por eso, las yemas de los dedos permanecerán pegadas a la película sobre la que se forman las capas, y lo mismo sucederá en las capas subsiguientes.

Como resultado, con suerte, obtendremos un hombre sin brazos y un desastre total a su alrededor. Se perderá mucho material costoso y una flamante impresora 3D de resina podría volar por la ventana más cercana, dejándote frustrado y lleno de ira.

Ahora que tenemos una mejor comprensión sobre la necesidad de soportes en las impresoras 3D de resina, profundicemos un poco más sobre las diferentes estructuras de soporte y las pautas básicas que todo entusiasta de la impresión 3D debería conocer.

¿Cómo funciona una impresora 3D de resina?

Si entendiste la explicación anterior, ya sabes por qué los soportes también son necesarios en la impresión 3D de resina. Pero creo que también será útil saber un poco más sobre cómo funcionan estas impresoras. No solo me parece interesante, sino que nos evitará cometer errores al intentar imprimir con una de ellas.

Las impresoras 3D de resina se basan en un proceso llamado fotopolimerización, que consiste en el endurecimiento de una resina líquida mediante su exposición a radiación lumínica directa. La precisión en la formación de cada capa es superior a la de las impresoras FDM debido al tamaño muy pequeño del haz de luz proyectado (generalmente un haz láser) y también debido a que no tiene componentes mecánicos móviles.

Sin masas móviles como un extrusor o hotend en el caso de las impresoras FDM, no se crean vibraciones que se transmitan al objeto, haciendo que las capas sean igualmente precisas una y otra vez. El láser es guiado por espejos que reflejan y dirigen la luz hacia el lugar exacto que formará la capa.

La unión entre capas se hace mediante enlaces químicos, por lo que son completamente densas e impermeables. Pero aún necesitan una estructura debajo de cada capa ya que no se pueden imprimir sobre el aire (o resina en este caso). Esta es la razón por la que necesitamos colocar soportes para casi cualquier objeto que queramos imprimir.

Lo básico de los soportes para impresoras 3D de resina

Para empezar, debes asegurarte de que la primera capa se imprima correctamente y que la adhesión a la placa de construcción sea lo suficientemente fuerte como para tirar de todo el objeto.

Para lograr una adhesión adecuada a la placa de construcción, Prusa Slicer (y casi todos los laminadores de resina) incluyen una función llamada PAD. Básicamente consiste en una Balsa (Raft) que contendrá los soportes de la pieza. No es conveniente imprimir sin un PAD ya que aumentará sustancialmente el riesgo de desprendimiento. Además, al retirar el objeto terminado, podemos estar seguros de que no dañaremos la superficie del objeto, ya que solo dañaremos los soportes y el PAD (Balsa).

Otra configuración importante es la orientación de los objetos. Al usar una impresora FDM, es importante intentar colocar la mayor cantidad de material posible en la base (para una mejor adhesión de capas). En las impresoras de resina, el objeto debe rotarse en un ángulo de 10 a 30 grados, para minimizar el número de soportes y también crear capas que sean más fáciles de despegar de la película FEP.

Siempre debes evitar colocar capas grandes paralelas a la placa de construcción. Si aún no tienes experiencia en encontrar la mejor orientación para la impresión en resina, PrusaSlicer tiene una opción para orientar automáticamente la pieza, pero a menudo lo hace de manera subóptima, lo que lleva a aumentos innecesarios en los tiempos de impresión.

No intentes ahorrar material colocando menos soportes (soy consciente de que la resina es más cara que los filamentos plásticos). Es preferible desperdiciar un poco más de material en soportes que en una impresión fallida completa. Además, ten en cuenta que las impresoras de resina son considerablemente más susceptibles a fallos en voladizos que las impresoras de filamento, así que mantén un ojo en puntos específicos.

¿Es posible imprimir en resina sin soportes?

Como vimos antes, el objeto se imprime desde la parte inferior, con movimientos ascendentes de la placa de construcción. Cada capa se cura en una película de un material llamado FEP (Fluoruro de Etileno Propileno) que tiene propiedades antiadherentes.

A medida que el eje Z sube, la capa que se formó entre la película FEP y la capa anterior se desprende de la película. Es muy importante que la capacidad de adhesión de la placa de construcción sea mayor que la del FEP, o la pieza se soltará y la impresión se arruinará. Por esta razón exacta, los tiempos de curado de las primeras capas son más largos.

Por el contrario, al imprimir con una máquina FDM, evitamos el uso de soportes tanto como sea posible. Se ven mal, pueden romperse durante la impresión y a menudo dejan marcas en la superficie de la impresión.

Con esto en mente, si quisiéramos imprimir una pieza con una gran base y geometría adecuada, podríamos hacerlo sin soportes sin tener problemas de adhesión a la cama caliente. Por otro lado, no es conveniente usar la misma lógica al usar una impresora SLA. Si las primeras capas son las más grandes, requieren el tiempo de curado más largo y se adhieren demasiado a la película FEP, podrían desprenderse de la placa de construcción. Esto tendría las mismas consecuencias que en una impresora FDM, es decir, arruinar la impresión completa.

Los soportes no solo sirven como una forma de evitar imprimir sin material debajo. También se usan para reducir el tamaño de las primeras capas y así evitar el problema de adhesión.

Finalmente, como ocurre con las impresoras FDM convencionales, los ángulos de las proyecciones en el objeto deben considerarse durante el proceso de laminado. Se debe garantizar una superposición suficiente entre capas para asegurar la adhesión y prevenir la deslaminación. En conclusión, te aconsejo usar soportes casi siempre al usar una impresora SLA.

Preguntas Frecuentes

¿Los soportes en impresoras de resina son diferentes a los de impresoras de filamento?

Si alguna vez perdiste tiempo viendo videos de timelapse de impresión 3D en YouTube como yo, habrás notado que las estructuras de los soportes son muy diferentes en FDM y en SLA. Los laminadores para impresoras de filamento como Cura o Simplify3d generan soportes de líneas o cuadrícula, ya que son rápidos y eficientes.

Las impresoras de resina, por otro lado, usan estructuras ramificadas llamadas "soportes de árbol" (tree supports), que también cumplen la función de ser lo suficientemente rígidos para soportar el peso de las capas subsiguientes. Están en contacto con el objeto solo en pequeños puntos, para reducir las imperfecciones en el objeto final una vez que se retiran los soportes.

¿Por qué los soportes de árbol no se usan ampliamente en la impresión FDM?

Vale la pena mencionar que Cura ofrece soportes "estilo árbol" como una característica. Aunque pueden parecerse bastante a sus contrapartes de resina a primera vista, verás que no son lo mismo. Los soportes de resina son más delgados y están unidos por "pequeñas ramas", para mayor rigidez y resistencia. Dado que el filamento de impresión 3D tiene diferentes propiedades mecánicas, requiere más grosor para soportar el mismo estrés.

Además, los soportes de resina deben poder soportar el peso del modelo sin romperse, por lo que se generan principalmente para maximizar su resistencia a la tracción. Las impresoras FDM, por otro lado, necesitan generar estructuras que resistan las vibraciones y aceleraciones creadas por el proceso mecánico de la máquina, lo que lleva a la creación de estructuras de soporte de árbol que tienen un volumen mayor. Esto implica más tiempo de impresión y más consumo de material, que es la razón principal por la que los soportes de árbol no son tan populares como otras estructuras de soporte.

Conclusión

Hasta ahora, creo que tienes un conocimiento bastante sólido del funcionamiento interno de una máquina SLA y por qué casi siempre requieren soportes. En resumen, los soportes son necesarios para desprenderse de la película FEP, que no es otra cosa que un material que se usa para curar la capa. Además, son necesarios para secciones de la impresión que de otro modo no tendrían una capa anterior a la que adherirse.

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