Impresión 3D FDM: Elegir entre soluciones de escritorio e industriales

El modelado por deposición fundida (FDM) a menudo se asocia con la idea de impresión 3D barata. De hecho, el bajo coste y la relativa simplicidad del proceso FDM lo hacen ideal para uso en diversas aplicaciones. Otra ventaja es la impresión en color, reduciendo el coste de post-procesado. En impresoras FDM, un filamento delgado de termoplásticos (plásticos que se funden al calentarse, se solidifican a temperatura ambiente) se alimenta en una boquilla. La boquilla se calienta y funde el plástico, que luego se deposita aditivamente en capas delgadas sucesivas para construir modelos 3D.

Hoy en día, el proceso de impresión 3D FDM puede usarse en diversos segmentos y aplicaciones tanto para impresión 3D de consumo como industrial.

Impresión 3D de escritorio

La impresión 3D de escritorio o FDM de consumo se dirige a aficionados y usuarios domésticos amateur con impresoras 3D pequeñas, asequibles y fáciles de usar. Permite a los consumidores o aficionados experimentar con sus diseños CAD y obtener una idea sobre su factibilidad. Dado que los filamentos FDM también son más baratos, da un amplio margen para la corrección del diseño inicial y cualquier modificación.

Características

• Precio: FDM es una de las opciones de impresión más baratas disponibles en el mercado. Su precio puede empezar ya en 200 EUR. Es barato en términos de impresión así como de material de construcción. Comparado con sus contrapartes como SLA y MJF, que también se usan principalmente para prototipado, FDM es más barato y ofrece fabricación sin complicaciones.
• Volumen de construcción: Las impresoras 3D de consumo están diseñadas para uso doméstico. Por tanto, se pueden llamar una versión mini de sus contrapartes profesionales. El tamaño de impresión varía de 10 x 10 x 10 mm a 200 x 200 x 200 mm.
• Materiales: Los materiales más comunes para impresión 3D de aficionados son PLA, ABS, PETG, ASA. Son baratos y fácilmente disponibles.
• Resolución: La resolución habitual de una impresora 3D de escritorio es de 100-1000 micras en direcciones X-Y y unas 500 micras (0,5 mm) en dirección Z.

Aplicaciones

La mayoría de impresoras 3D de escritorio no son lo suficientemente potentes ni eficientes para usarse en prototipado rápido en aplicaciones industriales. Están dirigidas a aficionados y usuarios domésticos que buscan crear repuestos, artículos personalizados, juguetes y objetos decorativos, etc. El proceso de impresión suele ser lento; un diseño complejo puede tardar varias horas en imprimirse y a menudo requiere supervisión del usuario. Las limitaciones en materiales de impresión y velocidad significan que las impresoras 3D de consumo se usan mejor en hogares.

Limitaciones

• Menor volumen de construcción: El volumen de construcción de impresoras 3D de escritorio rara vez supera 200 x 200 x 200 mm. Esto limita las aplicaciones de la impresora a objetos a pequeña escala.
• Baja resolución: Las impresoras 3D de escritorio suelen imprimir a 100 micras. Esto es significativamente menor que la resolución más baja disponible en impresoras profesionales.
• Menor selección de materiales: Las impresoras 3D de consumo solo pueden usar un puñado de materiales plásticos para imprimir.
• Velocidad de impresión lenta: La velocidad de impresión lenta y los frecuentes errores de impresión son grandes retos para la adopción generalizada de la impresión 3D.
• Baja precisión: Aunque la precisión mejora gradualmente con cada generación de impresoras 3D de escritorio, sigue siendo inferior comparada con impresoras 3D profesionales. Esto limita la complejidad de objetos que pueden imprimirse.

Impresión 3D Industrial

La impresión 3D industrial (también llamada "impresión 3D profesional") es la contraparte de grado industrial de la impresión 3D de consumo. Se usa principalmente para modelado de conceptos, utillaje, fabricación, prototipos funcionales así como piezas de uso final. Las impresoras profesionales, como las impresoras 3D Stratasys, son significativamente más caras, potentes y eficientes que las de escritorio.

Características

• Precio: Las impresoras 3D profesionales son usadas por diseñadores y fabricantes de productos para hacer moldes y prototipos. También deben ser capaces de imprimir objetos grandes eficientemente y por eso son caras. El material de construcción también es caro. Normalmente termina siendo 5-6 veces comparado con la impresión de consumo.
• Volumen de construcción: El volumen de construcción es una consideración significativa en impresoras 3D profesionales ya que determina la pieza más grande que puede construirse de una vez. El tamaño de construcción varía de 200 x 200 x 300 mm a 914 x 610 x 914 mm dependiendo de la impresora.
• Materiales: Los materiales más comunes son PC, ABS M30, ULTEM.
• Resolución: La resolución se refiere al espesor mínimo de la capa de construcción. Es un requisito clave para aplicaciones profesionales. Las impresoras profesionales pueden imprimir a resoluciones tan bajas como 16 micras (Stratasys Objet1000). Impresoras de producción de alta gama pueden incluso imprimir capas de solo tres micras de espesor (3D Systems Pro 60 HD).

Materiales

Una de las principales ventajas de las impresoras industriales sobre sus contrapartes de escritorio es la gama de materiales en los que pueden imprimir. La mayoría de fabricantes tienen su propia cartera de materiales propietarios especialmente diseñados. La amplia gama de materiales disponibles significa que los usuarios finales pueden seleccionar el material que se ajuste a sus requisitos de impresión.
Las impresoras industriales también permiten el uso de materiales mucho más avanzados. Como ejemplo, Xometry ofrece una opción especial de impresión 3D FDM para piezas ABS con material Stratasys M30, que tiene mayor resistencia y mejores propiedades que una opción estándar.

Aplicaciones

Modelado de conceptos

El modelado de conceptos implica dar vida a ideas y conceptos en etapa temprana. Es común en empresas de diseño, ingeniería y arquitectura para testar, probar y mejorar diseños iniciales en bruto.

Fabricación de moldes

Las impresoras 3D profesionales permiten a los fabricantes hacer moldes y fundiciones para herramientas, fijaciones y utillajes internamente en horas, disminuyendo drásticamente el tiempo de producción.

Fabricación rápida

Costes reducidos y velocidades de producción más rápidas significan que los fabricantes pueden usar impresoras 3D para crear piezas de uso final directamente sin utillaje. La fabricación rápida puede ser una alternativa viable a la producción en línea de ensamblaje en los próximos años si las tecnologías de impresión 3D siguen progresando al ritmo actual.

Prototipado rápido

Uno de los beneficios clave de las impresoras profesionales es su capacidad para hacer piezas móviles en diferentes materiales. Esto permite a los fabricantes producir prototipos totalmente funcionales para propósitos de prueba. El prototipado rápido puede aumentar la productividad y ayudar a identificar errores temprano en el proceso de diseño.

Limitaciones

Impresión costosa

El coste elevado en impresión surge debido al material de construcción caro. Hay otros procesos como SLA y SLS que están casi en el mismo nivel de precio y también ofrecen diferentes materiales.

Conclusión

La tabla siguiente da un breve resumen de ambos tipos de impresoras.

	Impresión 3D de escritorio	Impresión 3D industrial
Precio de impresoras	€	€€€
Volumen de construcción	10 x 10 x 10 mm a 200 x 200 x 200 mm	200 x 200 x 300 mm a 914 x 610 x 914 mm
Resolución	~1000 micras (X-Y) – 500 micras (Z)	~3 – 16 micras
Velocidad	Baja	Alta
Precisión	Media	Alta

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