Sinterizado Láser Selectivo (SLS): Guía completa de impresión 3D
El Sinterizado Láser Selectivo (SLS) es una de las tecnologías de Fabricación Aditiva en impresión 3D.
¿Qué es la impresión 3D SLS?
La tecnología SLS usa un láser de alta potencia para sinterizar pequeñas partículas de polvo de polímero en una estructura sólida modelo 3D.
Gracias a avances en maquinaria, materiales y software, el proceso de sinterizado láser selectivo goza de amplia aceptación en la industria de la impresión 3D.
Muchas empresas ahora usan estos procesos de fabricación aditiva comparado con hace unos años cuando solo unas pocas industrias de alta tecnología podían permitírselo.
Más significativamente, el Sinterizado Láser Selectivo (SLS) es popular entre aficionados y profesionales de la impresión 3D porque ofrece bajo coste por pieza, alta productividad y uso de materiales establecidos.
¿Cuál es la diferencia entre SLS y SLA?
La Estereolitografía (SLA) es la tecnología de impresión 3D con resina más común y popular.
Se usa ampliamente en diversas aplicaciones porque ofrece la capacidad de producir prototipos y piezas de uso final isotrópicos, estancos y de alta precisión.
Entonces, ¿cuáles son las principales diferencias entre el proceso SLS y SLA?
SLA trabaja principalmente con líquidos, mientras que SLS usa polvo en su proceso de impresión 3D.
Ambas técnicas usan láseres pero operan de manera distinta en diferentes longitudes de onda para curar epoxi dentro de la resina.
SLS usa un láser de mayor potencia para sinterizar y compactar polvo metálico. Al mismo tiempo, SLA puede usarse a menor potencia pico.
SLS sigue siendo más resistente e económico. Por otro lado, SLA ofrece piezas con una tolerancia dimensional más formidable.
¿Qué es el moldeo por inyección?
El moldeo por inyección es un proceso de fabricación que produce objetos o piezas inyectando material fundido en un molde.
Usa numerosos materiales como vidrios, elastómeros, metales, confitería y termoplásticos.
¿Es mejor SLS o FDM?
SLS y FDM 3D printing son procesos de fabricación aditiva prevalentes en la industria.
Cada método tiene pros y contras, y necesitas identificar sus diferencias fundamentales para elegir lo que se adapte a tus necesidades únicas de impresión 3D.
El Modelado por Deposición Fundida (FDM) o Fabricación por Filamento Fundido (FFF) es tecnología de fabricación aditiva.
La impresora 3D FDM extruye filamentos termoplásticos fundidos como ABS y PLA a través del hotend de la impresora. La boquilla calentada aplica el plástico capa a capa sobre las piezas plásticas hasta completar el proceso.
Por otro lado, el Sinterizado Láser Selectivo (SLS) es un proceso de fabricación aditiva que permite a los láseres compactar y sinterizar partículas en polvo en estructuras sólidas basadas en el modelo 3D.
La técnica de impresión 3D SLS tiene una amplia gama de aplicaciones industriales en aeroespacial, salud para dispositivos médicos y electrónica. Consecuentemente, el método SLS requiere el uso de grandes impresoras 3D SLS que son muy costosas.
Por su parte, la tecnología de impresión 3D FDM sigue siendo la tecnología de capa de fabricación aditiva más barata. Sigue siendo la opción preferida de quienes carecen de grandes presupuestos, al igual que las grandes empresas industriales.
Dependiendo de la impresora, el tiempo de entrega SLS resulta más corto que el de FDM. Además, la velocidad de impresión para SLS alcanza 48 mm/h. Por otro lado, la velocidad FDM oscila entre 50-150 mm/h.
El post-procesado es otra área donde se manifiesta la diferencia entre SLS y FDM. El post-procesado SLS es simple. Ayudaría limpiar el polvo no sinterizado que actuó como estructura de soporte durante el proceso de construcción del modelo 3D.
Puedes post-procesar la impresión 3D SLS manualmente o usar aire comprimido.
Contrastantemente, los métodos de post-procesado en FDM son complicados. La disolución inadecuada de estructuras de soporte puede dañar el modelo de impresión 3D.
También necesitas usar equipo especializado como baño ultrasónico o recipientes de vidrio que añaden coste al post-procesado.
¿Cuáles son las ventajas de SLS?
La tecnología de impresión 3D SLS ofrece numerosas ventajas que la hacen popular para aplicaciones industriales e individuales:
- Proporciona alta precisión dimensional
- Niveles de resolución comparativamente altos
- Tiempos de entrega rápidos
- Alta resistencia a la tracción y rigidez
- Produce piezas 3D impresas robustas
- Coste de impresión económico
¿Cuál es la diferencia entre SLS y SLM?
El Sinterizado Láser Selectivo 3D (3D SLS) funciona fusionando atómicamente material industrial en polvo a granel usando láseres de alta potencia.
Por otro lado, la Fusión Láser Selectiva (SLM) combina materiales en polvo calentándolos hasta que alcanzan el punto de fusión.
Generalmente, los dos son procesos casi similares pero difieren significativamente en el material que usan. Más importante, la Fusión Láser Selectiva (SLM) se comporta de manera similar al SLS pero puede hacer más funciones.
Por ejemplo, SLM usa tecnología láser para irradiar y calentar material en polvo hasta que alcanza el punto de fusión.
SLM crea modelos 3D más robustos que el SLS a largo plazo. Además, SLM deja menos o ningún vacío; por lo tanto, no se observan fallos de piezas o mínimos.
¿Qué es el Sinterizado Láser Selectivo (SLS)?
Los láseres sinterizan y fusionan selectivamente pequeñas partículas, creando un modelo 3D capa a capa.
La impresión SLS permite el prototipado de piezas funcionales con buenas propiedades mecánicas.
¿Cómo funciona SLS?
El proceso de Sinterizado Láser Selectivo
En el proceso de impresión 3D SLS, aplicas un material en polvo fino a una plataforma de construcción y lo calientas. Usa el láser para calentar el material en polvo por debajo de la temperatura de resistencia a la fusión.
Luego, usa el láser de tu impresora 3D SLS para trazar la sección transversal de la geometría de la pieza de la primera capa. Además, el láser proporciona energía suficiente para fundir el material en polvo.
Adicionalmente, los diversos polvos de material compuesto necesitan una baja viscosidad y tensión superficial para fusionarse y formar un charco de fusión reconocible.
Los polvos de material compuesto circundantes permanecen sólidos, manteniendo la forma de la geometría fundida intacta.
En este punto, la plataforma de construcción inferior aumenta en una altura de capa. Hará espacio para la siguiente capa. Al mismo tiempo, un barridor se moverá por la superficie, recogiendo material excedente del depósito.
Luego deposita partículas en polvo en la plataforma de construcción para crear la siguiente capa. Repetirás el proceso de recubrimiento de polvo y fusión de capa hasta terminar de construir toda la pieza.
¿Qué tan resistente es la impresión 3D SLS?
Las propiedades mecánicas de las piezas de nailon impresas en 3D SLS las hacen fuertes, sólidas, rígidas y duraderas. Es la razón principal por la que la impresión 3D SLS sigue siendo famosa para construir piezas finales duraderas y resistentes al impacto.
El Polvo Nylon 12 sigue siendo un material popular de impresión 3D SLS conocido por su fuerte resistencia a la tracción y durabilidad:
- Resistencia a la tracción 50 MPa
- Módulo de tracción 1850 MPa
- Elongación a la rotura (X/Y) 11%
- Elongación a la rotura (Z) 6%
¿En qué se diferencia SLS de la impresión 3D normal?
La tecnología de impresión 3D de sinterizado láser selectivo (SLS) es diferente de la impresión 3D tradicional porque usa láseres para calentar material de nailon en polvo y crear modelos 3D.
Por el contrario, un proceso normal de impresión 3D utiliza el hotend para calentar y extruir filamentos plásticos sobre una cama caliente para construir modelos 3D.
Además, la impresión 3D SLS produce piezas impresas con mayor resolución y precisión dimensional que la impresión 3D regular. Las propiedades del material de nailon hacen que las piezas SLS salgan con alta resistencia a la tracción y rigidez.
Más importante, el sinterizado láser selectivo no necesita estructuras de soporte ya que la cama de polvo no sinterizado rodea y sujeta las piezas durante la construcción de la impresión.
Los métodos de fabricación tradicionales son conocidos por la producción de bajo volumen de piezas plásticas.
Así, el proceso normal de impresión 3D mejoró significativamente la producción de múltiples componentes y anunció un aumento en los volúmenes de producción.
Sin embargo, las máquinas SLS vieron la producción de geometrías complejas. Por ejemplo, SLS te permite producir piezas entrelazadas que pueden moverse. En resumen, una máquina SLS te permite imprimir una forma tridimensional deseada altamente compleja.
¿Qué tan rápido es la impresión SLS?
Las máquinas SLS imprimen materiales aditivos con propiedades mecánicas consistentes como el polvo Nylon 12 para crear modelos 3D. Pero, ¿qué tan rápida es la máquina de impresión SLS?
Las impresoras SLS permiten la impresión de formas geométricas complejas. Imprime a una velocidad de 20 mm/h y tiene un espesor de capa mínimo de 0,05 mm. La velocidad de la impresora puede alcanzar un máximo de 48 mm/h.
¿SLS usa un láser?
¡Sí! El proceso de Sinterizado Láser Selectivo usa un láser para producir piezas como las usadas para prototipado funcional. Igualmente, no requiere estructuras de soporte para construir características.
SLS, una tecnología de capa de fabricación aditiva, usa un láser de alta potencia como un láser de dióxido de carbono para fusionar y sinterizar pequeñas partículas de polvos recubiertos en una masa de forma tridimensional deseada.
Pros y contras de SLS
La impresión 3D SLS es popular para imprimir geometrías complejas completas con componentes interiores detallados y otras uniones mecánicas que soportan el movimiento de la pieza.
Sin embargo, es esencial familiarizarse con tanto las ventajas como desventajas de la impresión 3D SLS antes de decidir usar esta tecnología.
Pros
- Permite impresión por lotes fácil
- No requiere estructuras de soporte para imprimir
- Produce impresiones detalladas y complejas
- Adecuado para uso en experimentos
- Ofrece impresión 3D de alta velocidad
- Produce piezas de repuesto impresas robustas
- Proporciona alta precisión dimensional
Contras
- La variedad de material bruto es limitada
- Difícil transición de FDM/SLA a impresión 3D SLS
- El reciclaje de material no es posible
- Riesgos potenciales para la salud
- Piezas frágiles
- Post-procesado difícil
¿Es cara la impresión SLS?
Tradicionalmente, la impresión 3D SLS ha permanecido costosa e inaccesible para muchas empresas. Las impresoras SLS caras explican los altos costes.
Las máquinas SLS son costosas debido a la integración de láseres de alta potencia y calidad; una máquina SLS precalienta partículas en polvo y la configuración compleja de la máquina SLS.
Consecuentemente, el sistema de impresión SLS es costoso ya que requiere la formación de expertos.
Los valores de mercado de las máquinas industriales SLS 3D comienzan alrededor de $100,000, haciéndolas inaccesibles para muchos.
¿Es SLS más fuerte que SLA?
La impresión SLS significa Sinterizado Láser Selectivo. Produce piezas 3D impresas que son más fuertes que la técnica SLA (Estereolitografía) que crea impresiones altamente detalladas con acabado superficial suave aunque frágiles.
Dependiendo de la resolución de la resina, las piezas impresas SLA son fuertes aunque frágiles. Como tal, SLS sigue siendo una opción más robusta que es altamente flexible y duradera.
La dureza y flexibilidad de las piezas SLS la hacen buscada para construir piezas mecánicas. Sin embargo, no ofrece la ventaja de un acabado superficial suave. Los materiales SLS producen piezas 3D con superficie rugosa.
Conclusión
El Sinterizado Láser Selectivo (SLS) es una tecnología de impresión 3D popular que usa un láser para sinterizar y compactar materiales SLS en polvo. Se usa en prototipado rápido 3D y otras aplicaciones industriales que necesitan piezas impresas duraderas, flexibles y sólidas.
La impresión 3D SLS usa nailon en polvo en lugar de poliuretano termoplástico comúnmente usado en impresión 3D FDM. La tecnología SLS es una tecnología de fabricación aditiva, lo que significa que imprimes las piezas capa a capa hasta que se completa.
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