Impresión 3D FDM:escritorio versus industrial

El modelado por deposición fundida (FDM) a menudo se asocia con la idea de una impresión 3D económica. De hecho, el bajo costo y la relativa simplicidad del proceso FDM lo hacen ideal para su uso en diversas aplicaciones. Otra ventaja es la impresión en color, reduciendo el coste del post-procesado. En las impresoras FDM, un filamento delgado de termoplásticos (es decir, plásticos que se derriten cuando se calientan y se solidifican a temperatura ambiente) se introduce en una boquilla. La boquilla calienta y derrite el plástico, que luego se deposita de forma aditiva en sucesivas capas delgadas para construir modelos 3D.

Hoy en día, el proceso de impresión 3D FDM se puede utilizar en varios segmentos y aplicaciones para la impresión 3D industrial y de consumo.

Impresión 3D de escritorio

La impresión 3D de escritorio o FDM de consumo está dirigida a usuarios domésticos aficionados y aficionados con impresoras 3D pequeñas, asequibles y fáciles de usar. Permite a los consumidores o aficionados experimentar con sus diseños CAD y hacerse una idea de su viabilidad. Dado que los filamentos FDM también tienen un precio más económico, brinda un amplio margen para la corrección del diseño inicial y para cualquier modificación.

Características

• Precio: FDM es una de las opciones de impresión más baratas disponibles en el mercado. Su precio puede comenzar con ya 200 EUR. Es barato en términos de impresión y material de construcción. En comparación con sus homólogos como SLA y MJF, que también se utilizan principalmente para la creación de prototipos, FDM es más económico y ofrece una fabricación sin complicaciones.
• Volumen de construcción: Las impresoras 3D de consumo están diseñadas para uso doméstico. Por lo tanto, se les puede 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 la impresión 3D de aficionados son PLA, ABS, PETG, ASA. Tienen un precio económico y están fácilmente disponibles.
• Resolución: La resolución habitual de una impresora 3D de escritorio es de 100 a 1000 micras en las direcciones X-Y y de unas 500 micras (0,5 mm) en la dirección Z.

Aplicaciones

La mayoría de las impresoras 3D de escritorio no son lo suficientemente potentes ni eficientes para ser utilizadas para la creación rápida de prototipos en aplicaciones industriales. Están dirigidos 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 la supervisión del usuario. Las limitaciones en términos de materiales de impresión y velocidad significan que las impresoras 3D de consumo se utilizan mejor en los hogares.

Limitaciones

• Menos volumen de construcción: El volumen de construcción de las impresoras 3D de escritorio rara vez supera los 200 x 200 x 200 mm. Esto limita las aplicaciones de la impresora a objetos de pequeña escala.
• Baja resolución: Las impresoras 3D de escritorio suelen imprimir a 100 micrones. Esto es significativamente más bajo que la resolución más baja disponible en las 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 errores de impresión frecuentes son los principales desafíos para la adopción generalizada de la impresión 3D.
• Precisión baja: Aunque la precisión está mejorando gradualmente con cada generación de impresoras 3D de escritorio, sigue siendo inferior a la media en comparación con las impresoras 3D profesionales. Esto limita la complejidad de los objetos que se pueden imprimir.

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 utiliza principalmente para el modelado de conceptos, herramientas, fabricación, prototipos funcionales y piezas de uso final. Las impresoras profesionales, como las impresoras 3D de Stratasys, son mucho más caras, potentes y eficientes que las impresoras de escritorio.

Características

• Precio: Los diseñadores y fabricantes de productos utilizan impresoras 3D profesionales para fabricar moldes y prototipos. También deben ser capaces de imprimir objetos grandes de manera eficiente y, por lo tanto, son costosos. El material de construcción también es caro. Normalmente termina siendo 5 o 6 veces mayor que la impresión del consumidor.
• Volumen de construcción: El volumen de construcción es una consideración importante en las impresoras 3D profesionales, ya que determina la parte más grande que se puede construir a la vez. El tamaño de construcción varía de 200 x 200 x 300 mm a 914 x 610 x 914 mm según la impresora.
• Materiales: Los materiales más habituales son PC, ABS M30, ULTEM.
• Resolución: La resolución se refiere al grosor mínimo de la capa de construcción. Es un requisito clave para las aplicaciones profesionales. Las impresoras profesionales pueden imprimir a resoluciones tan bajas como 16 micrones (Stratasys Objet1000). Las impresoras de producción de gama alta pueden incluso imprimir capas de solo tres micras de grosor (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 los fabricantes tienen su propia cartera de materiales patentados 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 de ABS con material M30 Stratasys, que tiene una 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 inicial. El modelado de conceptos es común en las empresas de diseño, ingeniería y arquitectura para probar, probar y mejorar los diseños iniciales sin procesar.

Fabricación de moldes

Las impresoras 3D profesionales permiten a los fabricantes fabricar moldes y vaciados para herramientas, accesorios y plantillas internamente en cuestión de horas, lo que reduce drásticamente el tiempo de producción.

Fabricación Rápida

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

Prototipos rápidos

Uno de los beneficios clave de las impresoras profesionales es su capacidad para fabricar piezas móviles en diferentes materiales. Esto permite a los fabricantes producir prototipos totalmente funcionales con fines de prueba. La creación rápida de prototipos puede aumentar la productividad y ayudar a identificar errores en las primeras etapas del proceso de diseño.

Limitaciones

Impresión costosa

El costo de la impresión surge debido al costoso material de construcción. Hay otros procesos como SLA y SLS que están casi al mismo nivel de precios y también ofrecen diferentes materiales.

Conclusión

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

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