MJF vs. SLS: ¿Qué tecnología de impresión 3D gana para polímeros y elastómeros?

El Sinterizado Selectivo por Láser (SLS) y la Fusión por Múltiples Chorros (MJF) son las dos tecnologías de impresión 3D más ubicuas para polímeros y elastómeros. Aunque comparten algunas similitudes, existen diferencias entre estas tecnologías que hacen que cada una sea más adecuada que la otra en diferentes situaciones.

Descripción de las tecnologías de impresión 3D

Sinterizado Selectivo por Láser

En la tecnología SLS, una impresora, usando secciones transversales de un modelo CAD 3D como guía, deposita una capa de polvo de material en una plataforma de construcción. Un láser CO2 de alta potencia sinteriza esta capa según la forma requerida del modelo CAD. Otra capa de material se deposita sobre la capa anterior y se sinteriza de nuevo. Este proceso de capas y sinterizado se repite hasta que se forma la pieza.

Fusión por Múltiples Chorros

MJF (Multi Jet Fusion), también conocido como HP MJF, es similar a SLS. Sin embargo, en MJF, después de que cada capa de polvo se deposita y calienta a una temperatura cercana al sinterizado, un array de inyección de tinta deposita un agente de fusión líquido sobre la capa. Este agente de fusión promueve la absorción de rayos infrarrojos. Un agente de detalle también se deposita a lo largo de los bordes exteriores de la pieza. Una fuente infrarroja luego sinteriza todo junto antes de depositar una nueva capa de polvo sobre la anterior. Estos procesos se repiten hasta que se crea la pieza.

Similitudes entre SLS y HP MJF

Las principales similitudes entre las tecnologías son:

• Ambas son tecnologías de fusión de polvo que implican el uso de material en polvo
• Ambas requieren una fuente de calor para sinterizar
• Ninguna requiere soporte del objeto durante la impresión, permitiendo la construcción de geometrías complejas
• Ambas funcionan por capas
• Trabajan principalmente con termoplásticos y elastómeros

Diferencias entre SLS y HP MJF

Materiales

SLS lleva mucho más tiempo, habiendo sido patentado originalmente en 1997. Esta tecnología ha pasado por varios avances que le permiten trabajar con varios materiales como PA 11, PA 12, PA 12 Glass-filled, PEBA 2301 3D, Alumide, TPU, etc. Esto ofrece flexibilidad de elección para el proceso SLS.

MJF, por otro lado, es relativamente nuevo ya que se puso a disposición comercial tan recientemente como 2017. Por tanto, esta tecnología solo puede trabajar con unos pocos materiales como PA 12, PA 11 y TPU.

Precisión dimensional y resolución de características

Ambas tecnologías ofrecen alta precisión dimensional. Comparando MJF vs SLS, sin embargo, las piezas SLS tienen una resolución de característica ligeramente más fina que MJF. Sin embargo, como ambas tecnologías son susceptibles a deformación, se deben evitar superficies planas grandes para la impresión.

Tiempo de procesamiento

SLS y MJF tienen aproximadamente el mismo tiempo de impresión para la producción de una pieza. Sin embargo, para el tiempo total del proceso incluyendo configuración de la máquina, impresión y enfriamiento, MJF requiere menos tiempo. Esto se debe a que las impresoras MJF tienen una plataforma de construcción extraíble que permite que la pieza impresa se enfríe fuera de la máquina. Además, para la producción de muchas piezas, MJF es más rápido ya que esta tecnología puede imprimir docenas de piezas al mismo tiempo.

En cuanto a reciclabilidad, el 80% del polvo recuperado de piezas impresas en MJF es reciclable, comparado con SLS con 30–50% de reciclabilidad.

Acabado superficial

El acabado superficial de piezas de ambas tecnologías es granuloso, con piezas MJF teniendo un acabado ligeramente más suave. Las piezas SLS suelen ser blancas o grises y pueden teñirse en una amplia variedad de colores. El agente de fusión usado en MJF es negro para mejorar la absorción de rayos infrarrojos. Debido a este color negro, las piezas MJF suelen tener una apariencia grisácea y normalmente se tiñen de negro.

Propiedades de las piezas impresas en 3D

Las piezas MJF y SLS tienen propiedades mecánicas y físicas ligeramente variables. Las propiedades de SLS vs MJF se muestran en la tabla siguiente.

Propiedad	MJF	SLS
Resistencia a la tracción (MPa)	1700 (X,Y) 1800 (Z)	1650 (X,Y) 1650 (Z)
Módulo de tracción (MPa)	48 (X,Y) 48 (Z)	48 (X,Y) 42 (Z)
Deformación a la rotura (%)	20 (X,Y) 15 (Z)	18 (X,Y) 24 (Z)
Punto de fusión (°C)	187	176

Tamaño de pieza

La impresión SLS puede producir piezas más grandes (hasta 600 x 350 x 560 mm) que la impresión MJF (hasta 380 x 284 x 380 mm). Por otro lado, MJF puede imprimir características tan pequeñas como 0,5 mm, mientras que SLS puede imprimir un tamaño mínimo de característica de 0,8 mm.

Coste

Los costes de producción de piezas unitarias en MJF y SLS son aproximadamente los mismos, pero las piezas MJF se vuelven más baratas a escala. Esto se debe a la capacidad de la impresora HP MJF de imprimir varias piezas simultáneamente.

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Cómo elegir la tecnología de impresión 3D adecuada

Propiedad	SLS	MJF
Materiales	Puede imprimir varios materiales incluyendo PA 11, PA 12, PA 12 Glass-filled, TPU, PEBA 2301 3D y Alumide	Actualmente solo puede imprimir PA 11, PA 12, PA 12 Glass-filled y TPU
Precisión dimensional	Produce piezas con precisiones dimensionales ligeramente superiores a MJF.	Produce piezas con precisiones dimensionales muy altas.
Tiempo de procesamiento	Tarda más en producir piezas que MJF, especialmente para cantidades mayores	Tarda menos tiempo que SLS en producir piezas. Esto se debe a la presencia de una plataforma de construcción extraíble en impresoras MJF que permite que las piezas se enfríen fuera de la impresora. Estas impresoras también pueden imprimir muchas piezas simultáneamente
Acabado	Las piezas producidas tienen un acabado superficial granuloso	Las piezas producidas también tienen un acabado superficial granuloso pero son ligeramente más suaves que sus contrapartes SLS
Tamaño de pieza	Puede producir piezas tan grandes como 600 x 350 x 560 mm, y características tan pequeñas como 0,5 mm	Puede producir piezas tan grandes como 380 x 284 x 380 mm, y tan pequeñas como 0,5 mm
Coste	Los costes de producción de piezas unitarias en MJF y SLS son aproximadamente los mismos, pero las piezas MJF se vuelven más baratas a escala.

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