Elegir entre SLA y SLS para Prototipado Rápido: ¿Cuál es Adecuado para su Proyecto?

Publicado el: 20 de julio de 2018, | Por Candy, Gerente de Marketing de WayKen

Hay aproximadamente 10 tecnologías principales de prototipado rápido, depende de cómo las agrupe. ¿Cuál debería elegir para el dispositivo médico que ha diseñado? O tal vez ha creado algo para coches, aviones, o tal vez un electrodoméstico de cocina. Cada una de las industrias y productos tiene sus propias necesidades en cuanto a prototipos. Y usted tiene algunos de sus propios pensamientos sobre eso también, ¿verdad? ¿Debería solo verse bien para mostrarse a inversores? ¿O quiere verificar si funciona, para poder prescindir de acabado superficial y conformarse con algo más barato, o, quizás, va a hacer pruebas. Va a golpear y destrozar la cosa o calentarla o sumergirla en agua.

Cada uno de esos productos y usos tiene una tecnología que se ajustará mejor para crear su prototipo. Ahora, si empezara a comparar todos los métodos en un artículo, el artículo se convertiría en una lectura de una hora. Y nadie tiene tiempo para esos hoy en día. Así que, ceñámonos a dos técnicas, que cubren alrededor del 30% del mercado de prototipado. Prototipado SLA y prototipado SLS para plásticos. Así que, impresión 3D SLA vs impresión 3D SLS, allá vamos.

Desarrollo de la Impresión SLA

SLA o estereolitografía es una de las tecnologías más antiguas en el mundo de la impresión 3D. Fue descubierta a principios de los años 80 en Japón. El Dr. Kodama ideó un dispositivo que usaba un tanque de polímero líquido y un solo láser UV.

El láser curaba la capa superficial del polímero volviéndola dura y sumergía la capa en el tanque un poco. De esa manera, el plástico endurecido serviría como base para la siguiente capa. El Dr. Kodama, sin embargo, no tenía suficiente financiamiento para su investigación, así que perdió su patente.

En 1884, un grupo de científicos franceses pensaban cómo crear una parte fractal (una parte de geometría muy compleja e intrincada) para su proyecto y pensaron en el láser que podía endurecer polímeros. Presentaron una solicitud para un prototipo pero oye, no prestaron suficiente atención a la comercialización y su idea no fue tomada en serio.

Así que, en 1884 también, Chuck Bell, un inventor americano, el tercero en idear tal método, presentó la patente para el proceso de estereolitografía. Lo pensó todo y fundó una compañía llamada 3D Systems para vender su idea. Ahora mismo, 3D Systems es una de las empresas más grandes que fabrican impresoras 3D.

Tecnología de Impresión SLA

En realidad hay dos métodos de impresión SLA. Llamémoslo SLA directo e inverso.

El proceso directo es la forma en que SLA fue inventado originalmente. La impresora tiene un tanque de polímero líquido y una placa base que está una capa de curado por debajo de la superficie del polímero. Un láser UV traza la sección transversal actual de la pieza (el programa está escrito de manera que la pieza se corta en capas y la ruta del láser se genera para cada rebanada) y obtiene la primera capa endurecida. Luego, la placa baja una altura de capa y un cuchillo especializado se mueve a través de la superficie del tanque para asegurar que el polímero llene el área sobre la placa completamente. Luego, la siguiente capa se cura.

El método inverso es diferente en cuanto a orientación de la pieza y movimiento. Aquí, la placa base es transparente y está boca abajo comparado con el método directo. El láser cura el polímero a través de la placa y luego la placa sube, en lugar de bajar. Así que, puede comparar este proceso con recuperar lentamente un objeto del agua. La única diferencia es que en el último proceso, el objeto estaba originalmente en el agua. Con la impresión SLA lo crea a partir del líquido en su tanque.

Descripción e Historia de SLS

SLS es un proceso de impresión 3D similar. Fue desarrollado por un profesor de Texas, Carl Deckard. Era un ingeniero y buscaba reducir la cantidad de fundición requerida para la producción en serie. Más tarde vendió su patente a 3D Systems. 3D Systems más tarde logró usar SLS para polvos metálicos también, lo que llevó a una revolución en la producción de piezas metálicas también. Ahora, esta tecnología es el método más extendido para imprimir piezas metálicas. En el curso de su desarrollo, resultó que el polvo es realmente peligroso. Es muy fino y fácil de inhalar. Así que la tecnología SLS no es realmente buena para versiones de escritorio de aficionados, a diferencia de SLA.

El proceso usa polvo plástico como material principal. Este polvo se extiende sobre la placa base con un cuchillo especial. Después de eso, como en SLA, el láser traza la sección transversal de la pieza. Después de eso, la placa base se baja una capa y el polvo se extiende de nuevo. Bastante similar a SLA, ¿no estaría de acuerdo?

Materiales

SLA. Este proceso usa polímeros que se endurecen con luz UV, o fotopolímeros como se les llama. Hay muchas composiciones de resina diferentes, así que están mayormente separadas por su uso:

• Resinas estándar. Esas son las más baratas y tienen las peores propiedades mecánicas, sin embargo, su calidad es realmente buena, comparable incluso a moldeo por inyección. Entre esas, algunas son transparentes así que puede hacer prototipos claros, para luces de coche, por ejemplo.
• Resinas de ingeniería. Esas pueden usarse para prototipos reales y pueden venir en forma similar a ABS, resistente al calor, rígida o flexible. Aún retienen buen acabado superficial y su resistencia es algo mejor.
• Resinas médicas. Entre los fotopolímeros descubiertos para impresión SLA, puede encontrar algunos de clase I y II biocompatibles. Significa que puede mantenerlos en contacto con tejido humano por mucho tiempo. Es una gran ventaja.

SLS. Esta tecnología se usó inicialmente con Nailon. A medida que pasaron los años, algunos otros materiales se adaptaron para la tecnología.

• Nailon. Este es por lejos el plástico más extendido en SLS. Es mucho más duradero, resistente al calor y tenaz, que todos los materiales SLA.
• Uretano. Es un plástico flexible simple que es bueno para fundir piezas poliméricas simples.
• Cera. La cera a usar es ideal para hacer modelos de fundición. Solo cubre el modelo con la mezcla formadora y caliéntala hasta que se derrita.

Post-Procesamiento

SLA. La principal desventaja de la impresión SLA es que tiene muchos soportes, hechos del mismo material. Esto hace necesario realizar operaciones de corte para eliminar soportes. También debe limpiar la región cortada de cualquier rastro del soporte. Todo el proceso es bastante consumidor de tiempo.

Además, la pieza curada no está realmente completamente curada. Algunas áreas entre capas han reaccionado solo a medias. Por esto, usar algunas cámaras de luz UV para curar las piezas impresas aumentará su resistencia. Esto no es absolutamente necesario, aunque.

SLS. La pieza usualmente tiene un peor acabado superficial después de SLS que después de SLA. Por esto, las piezas SLS son lijadas y post-procesadas mecánicamente si se requiere un buen acabado superficial. Esto toma mucho tiempo.

En Conclusión: ¿Qué Usar Cuándo?

En general, este proceso produce piezas de gran calidad, pero es mucho más costoso que SLS (en caso de SLA directo, no puede reutilizar el plástico líquido sobrante del tanque, no se puede guardar por mucho tiempo, así que es mejor mantener la impresora cargada) y requiere el proceso de remover los soportes. Su ventaja es una abundancia de materiales que pueden implementarse.

Use SLA para equipos médicos, piezas transparentes con buen acabado superficial y para algunos modelos de moldeo por inyección o fundición. Úselo para lucir su producto, las piezas son muy buenas.

SLS produce mucha mejor resistencia y otras propiedades que SLA. Sin embargo, su acabado superficial es mucho peor (alrededor de 2-3 clases más bajo). El proceso es mucho más barato que SLA. No necesita estructuras de soporte en absoluto (las capas de polvo previas soportan las capas superiores) y puede reutilizar el polvo que quedó del uso previo.

Use SLS en casos donde la pieza deba soportar mayores cargas, corrosión o vibración. Use SLS cuando el acabado superficial no sea un problema y el presupuesto sea bajo. Úselo para usted mismo o para pruebas.