PolyJet vs. InkJet: Diferencias Clave y Análisis Comparativo

La tecnología Inkjet se inventó primero para uso en impresoras 2D. Este método deposita pequeñas gotas de tintas de diferentes colores en una página para crear una imagen. La versión de impresión 3D de la tecnología inkjet no difiere mucho de la versión 2D: deposita múltiples gotas de diferentes colores o materiales fotopolímeros sobre una plataforma de construcción y luego cura la capa "impresa" usando luz UV. Este proceso se repite hasta que la pieza completa se ha impreso, capa por capa.

La impresión PolyJet es un tipo de impresión inkjet. Usa los mismos tipos de materiales y el mismo proceso de curado. Las máquinas PolyJet pueden imprimir extremadamente rápido comparado a otras tecnologías y pueden crear piezas complejas multi-material y multicolor.

Este artículo comparará PolyJet con impresoras inkjet básicas así como con tecnologías de impresión basadas en láser.

Definición de PolyJet y Comparación con InkJet

PolyJet es una marca registrada para tecnología de impresión 3D multi-jet basada en modelado, desarrollada por Stratasys. El proceso multi-jet se desarrolló primero en 1998 por Object Geometries, Ltd., posteriormente adquirida por Stratasys. El proceso utiliza un cabezal de impresión que puede depositar material en la plataforma de construcción similar a una impresora inkjet normal. Así, las impresoras PolyJet son un subconjunto de impresoras inkjet.

Los materiales impresos por impresoras PolyJet deben ser fotopolímeros. Estos polímeros se solidifican cuando se exponen a luz UV. La impresora funciona dispensando múltiples gotas de fotopolímero sobre la plataforma de construcción e inmediatamente pasando una fuente de luz UV sobre el fotopolímero depositado. La luz UV solidifica la capa de impresión, tras lo cual la plataforma de construcción baja una altura de capa y se deposita la siguiente capa. Las impresoras PolyJet tienen múltiples cabezales de impresión, lo que les permite imprimir piezas multicolor y multi-material.

Comparado con inkjet, PolyJet es su subconjunto enfocado solo en impresión con fotopolímeros. Sin embargo, estos fotopolímeros pueden tener amplia gama de propiedades y colores. Inkjet se refiere al proceso de expulsar tinta, células cultivadas o incluso tinta conductiva desde una gama de boquillas.

Para saber más, consulte nuestra guía sobre Qué es PolyJet.

Ventajas de PolyJet Comparado con Otras Tecnologías de Inyección de Tinta

A continuación se enumeran algunas ventajas de PolyJet comparado con otras impresoras tipo inkjet:

1. PolyJet puede producir piezas a todo color sin necesidad de post-procesado, como pintar o teñir.
2. PolyJet puede producir piezas multi-material. Esto es porque cada boquilla inkjet independiente puede depositar un material diferente. Ninguna otra tecnología es capaz de esta hazaña.

Desventajas de PolyJet Comparado con Otras Tecnologías de Inyección de Tinta

A continuación se enumeran algunas desventajas de PolyJet comparado con otras impresoras tipo inkjet:

1. La remoción de soportes requiere chorro de agua que no es parte de la máquina. Así, una impresora PolyJet debe instalarse cerca de fontanería y tener su propia estación de limpieza dedicada.
2. Aunque las impresoras PolyJet pueden tener grandes volúmenes de construcción, no pueden utilizar todo el volumen como lo hace la impresión Multi Jet Fusion, que apila múltiples piezas unas sobre otras.

Definición de InkJet y Comparación con PolyJet

Inkjet es una tecnología desarrollada independientemente por Ichiro Endo en Canon y Jon Vaught en HP para imprimir tinta en papel. La tecnología se adaptó a impresión 3D en 1998 por Object Geometries, Ltd., posteriormente adquirida por Stratasys. Hay dos estilos principales de impresoras inkjet: material jetting (deposición de material) y binder jetting (deposición de aglutinante). El material jetting deposita múltiples gotas de fotopolímeros desde una gama de boquillas para imprimir piezas multicolor y multi-material; la impresión PolyJet es un ejemplo de esto. El binder jetting, por otro lado, deposita un aglutinante sobre polvo plástico para unir las partículas. Alternativamente, se deposita un agente de fusión sobre el polvo para ayudar a fundirlo cuando una fuente de calor se usa para fundir el plástico, como en la impresora HP Multi Jet Fusion 3D. La tecnología inkjet también se usa para producir carne depositando células cultivadas capa a capa para imprimir un trozo de carne.

Ventajas de InkJet Comparado con Otras Tecnologías de Impresión 3D

A continuación se enumeran algunas ventajas del método inkjet comparado con otras tecnologías de impresión 3D:

1. Las impresoras inkjet pueden usar múltiples materiales como tintas para impresión en alimentos, carne cultivada, aglutinantes o agentes de fusión. Otras tecnologías se limitan a uno o máximo dos materiales diferentes a la vez.
2. Las impresoras inkjet pueden imprimir piezas mucho más rápido que la mayoría de otras tecnologías. El proceso de inyección ha sido adaptado por muchas otras tecnologías, como MJF, y cada una de estas adaptaciones tiene la ventaja de la velocidad.

Desventajas de InkJet Comparado con Otras Tecnologías de Impresión 3D

A continuación se enumeran algunas desventajas de inkjet comparado con otras tecnologías de impresión 3D:

1. PolyJet solo puede usar fotopolímeros. Aunque el desarrollo de materiales continúa, los fotopolímeros no son tan capaces como otros termoplásticos estándar usados en PBF (Fusión de Cama de Polvo) y FDM (Modelado por Deposición Fundida) en términos de resistencia mecánica, resistencia a fatiga y resistencia química general.
2. El coste de fotopolímeros avanzados es mucho mayor que el de filamento plástico estándar para FDM o polvo para impresoras PBF.

Tabla Comparativa entre InkJet y Otras Tecnologías de Impresión 3D

La Tabla 1 a continuación compara PolyJet (inkjet) y SLS (Selective Laser Sintering - tecnología de fusión de cama de polvo):

Tabla 1: Comparación PolyJet vs. SLS

Atributo	PolyJet	SLS
Resolución de Impresión	55 micras	100 micras
Puede imprimir piezas grandes	Sí	Sí
Puede imprimir en múltiples colores simultáneamente	Sí	No
Puede imprimir en múltiples materiales simultáneamente	Sí	No
Puede imprimir materiales elastoméricos	Sí	Sí
Tamaño mínimo de característica	0,2 mm	0,75 mm
Las piezas necesitan estructuras de soporte	Sí	No
Volumen de Impresión Máximo	1 x 0,8 x 0,5 m	0,55 x 0,55 x 0,75 m

PolyJet produce piezas con buenos acabados superficiales en gama de colores y tipos de material, mientras SLS tiende a tener acabados mate rugosos con colores limitados.

InkJet vs. Tecnología Láser: Comparación Tecnológica

La tecnología de impresión 3D Inkjet se basa en tecnología de impresión en papel. Funciona depositando múltiples puntos de plástico sobre una plataforma de construcción. Luego se usa luz UV para curar el plástico antes de aplicar la siguiente capa. En algunos casos, un rodillo necesita aplanar la capa antes de imprimir la siguiente. La tecnología láser como SLS (Selective Laser Sintering), por otro lado, usa un láser como fuente de calor para fusionar partículas de plástico. Alternativamente, un láser UV se usa en impresoras SLA (Estereolitografía) para imprimir con fotopolímeros.

InkJet vs. Tecnología Láser: Comparación de Materiales

Las impresoras estilo inkjet usan solo fotopolímeros (caso PolyJet) o pueden usar alimentos, agentes aglutinantes o incluso células cultivadas. Estos fotopolímeros pueden ser rígidos, transparentes, elastoméricos o formulados especialmente para imitar propiedades de algunos termoplásticos como ABS. Otras impresoras estilo inkjet usan combinación de aglutinante fotopolímero con base de polvo termoplástico, típicamente nailon. La impresión multi-jet es un ejemplo de esto.

Las impresoras láser típicamente imprimen con polvos termoplásticos. Los fusionan barriendo un láser a través de una capa fina de polvo plástico para fusionar partículas en la forma de la capa de la pieza.

InkJet vs. Tecnología Láser: Comparación de Aplicaciones de Producto

Las impresoras inkjet, incluyendo PolyJet, se usan principalmente para prototipos funcionales multi-material y multicolor. Las piezas inkjet también se usan para aplicaciones más prácticas como moldes dentales, lentes, sellos y ayudas quirúrgicas, pero no son aptas para aplicaciones industriales de duro desgaste como engranajes.

Las tecnologías de fusión de cama de polvo láser pueden imprimir en materiales más funcionales como nailon e incluso metal. Esto permite fabricación de piezas de uso final en lugar de solo prototipos. Esta tecnología no puede imprimir en múltiples colores o materiales.

InkJet vs. Tecnología Láser: Comparación de Volumen de Impresión

Tanto tecnologías inkjet como láser pueden imprimir grandes volúmenes de construcción y están destinadas a producción en serie. La impresora inkjet PolyJet más grande tiene volumen de construcción de 1 x 0,8 x 0,5 m. Máquinas de sinterizado láser selectivo tienen volúmenes algo menores, 0,55 x 0,55 x 0,75 m.

InkJet vs. Tecnología Láser: Comparación de Acabado Superficial

Las tecnologías inkjet pueden producir piezas con acabados superficiales muy lisos. Por eso son tan adecuadas para prototipos funcionales únicos. Las tecnologías de impresión basadas en láser producen piezas con acabado mate. La superficie de una pieza impresa con láser también es difícil de post-procesar si se requiere coloreado y solo puede colorearse tiñéndola.

InkJet vs. Tecnología Láser: Comparación de Coste

Las impresoras 3D inkjet usan fotopolímeros especializados que pueden costar hasta $500 por kg. La tecnología láser como SLS usa polvos termoplásticos, mucho más baratos de producir, y cuestan solo $50 por kg en promedio.

¿Qué Tecnologías de Impresión 3D Usan InkJet?

Muchas técnicas diferentes de impresión 3D usan tecnologías inkjet. Las más comunes se enumeran a continuación:

1. PolyJet: Distribuye fotopolímero sobre plataforma de construcción usando múltiples boquillas independientes, tras lo cual luz UV cura el fotopolímero para producir pieza multi-material y multi-color.
2. Multi Jet Fusion: Múltiples boquillas distribuyen agente de fusión y agente de detalle sobre polvo termoplástico para facilitar fundido cuando un calentador infrarrojo pasa sobre la capa de plástico. El agente de detalle asegura que bordes nítidos de la pieza se mantengan.
3. Binder Jetting: Distribuye agente aglutinante sobre capa de polvo para esencialmente pegar partículas entre sí, en lugar de fundirlas.

Similitudes entre PolyJet e InkJet

Inkjet es la tecnología fundamental empleada por impresoras PolyJet. La impresión PolyJet es simplemente un tipo de tecnología inkjet.

¿Qué Otros Procesos de Impresión 3D son Comparables a PolyJet?

A continuación se muestra un proceso comparable a PolyJet:

• PolyJet vs. Estereolitografía (SLA): SLA es tecnología de impresión 3D que usa luz UV para curar una sola capa de fotopolímero a la vez. No usa jets para depositar material, sino que coloca la plataforma de construcción en una cuba de fotopolímero y proyecta la sección transversal de la pieza sobre la plataforma para curar todo el plástico. Para más información, consulte nuestra guía sobre PolyJet vs. SLA.

¿Qué Otros Procesos de Impresión 3D son Comparables a InkJet?

A continuación se muestra un proceso comparable a InkJet:

• InkJet vs. Multi-Jet Fusion (MJF): MJF usa boquillas de inyección para aplicar agente de fusión sobre capa de polvo plástico en forma de la sección transversal deseada de la capa actual. Un agente de detalle se aplica en todos los bordes de la capa para evitar que el baño de fundido se desborde fuera del límite de la pieza.

Resumen

Este artículo discutió las diferencias entre la tecnología inkjet y el proceso de impresión 3D PolyJet. Para aprender más sobre tecnología inkjet e impresión 3D PolyJet, contacte a un representante de Xometry.

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Dean McClements

Dean McClements es graduado B.Eng Honors en Ingeniería Mecánica con más de dos décadas de experiencia en la industria manufacturera. Su trayectoria profesional incluye roles significativos en empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace y Hyster-Yale, donde desarrolló profunda comprensión de procesos e innovaciones de ingeniería.

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