Explora las 7 tecnologías clave de fabricación aditiva

La fabricación aditiva se refiere al proceso de crear una pieza construyéndola incrementalmente mediante la adición de material. Este material puede ser metal, cerámica, plástico, fotopolímero o incluso alimentos. ISO/ASTM ha categorizado todos los diferentes tipos de tecnologías de fabricación aditiva en siete categorías.

Este artículo describe cómo funciona cada uno de estos tipos de procesos de fabricación aditiva, así como sus usos, ventajas y diferencias.

1. Inyección de aglutinante (Binder Jetting)

Pieza de acero inoxidable fabricada por Xometry mediante inyección de aglutinante.

La inyección de aglutinante es una tecnología de fabricación aditiva basada en lecho de polvo que crea piezas depositando selectivamente un agente aglutinante sobre una capa fina de material en polvo. El proceso comienza cuando la impresora deposita una capa uniforme de polvo, típicamente plástico, metal, arena o cerámica, sobre la plataforma de construcción. Una cuchilla recubridora asegura que una capa precisa de polvo se distribuya sobre la plataforma. Esto se hace típicamente mediante la cuchilla recubridora, transfiriendo material desde un contenedor de almacenamiento de polvo junto al área de impresión. El material en el contenedor se eleva y la cuchilla barre el polvo desde el contenedor a través de la plataforma a la altura de capa requerida. A continuación, un cabezal de inyección de tinta se desplaza sobre el polvo y dispensa un agente aglutinante sobre el polvo en la forma de la sección transversal de la pieza para la capa actual. Para piezas de plástico a todo color, el agente aglutinante también contiene un colorante para crear piezas de múltiples colores.

La cama de impresión se mueve hacia abajo una altura de capa. La cuchilla recubridora distribuye otra capa de polvo sobre la anterior, y el proceso continúa. Al inyectar aglutinante en metales, la pieza debe sinterizarse después de la impresión para eliminar la porosidad y mejorar la resistencia mecánica. Alternativamente, se puede mezclar un polvo metálico de baja temperatura de fusión como el bronce con el material principal. Cuando la pieza impresa se calienta, el bronce se funde y llena los espacios entre las partículas de polvo de la aleación metálica principal.

La Tabla 1 a continuación muestra los materiales típicos, aplicaciones y ventajas de la inyección de aglutinante:

Tabla 1. Resumen de Inyección de Aglutinante

MaterialesAplicacionesVentajas

Materiales

• Arena
• Plásticos (PMMA, ABS, PA, PC)
• Cerámicas
• Metal (Acero inoxidable, aleaciones de titanio)

Aplicaciones

• Moldes para fundición en arena
• Prototipos multicolor
• Piezas metálicas baratas comparadas con otros procesos de impresión metálica

Ventajas

• Grandes volúmenes de construcción
• Piezas multicolor
• No se requieren soportes
• Polvo no utilizado reciclable
• Más plásticos disponibles

2. Fusión de lecho de polvo (PBF)

La fusión de lecho de polvo (PBF) se refiere a una gama de tecnologías de fabricación aditiva que fusionan polvos utilizando una fuente de energía enfocada de alta potencia. La fuente de energía puede ser un láser (SLM o DMLS) o un haz de electrones (EBM). Tanto polvos metálicos como plásticos pueden usarse con PBF. El proceso funciona colocando primero una capa fina de polvo (a menudo precalentado) sobre la plataforma de construcción. Esto se logra con una cuchilla recubridora para asegurar la consistencia de la altura de capa. Un haz de energía enfocado funde entonces las partículas de polvo para formar la capa transversal actual de la pieza. La plataforma de construcción se mueve hacia abajo una capa. Se añade otra capa de polvo y el proceso se repite.

Se necesitan haces de energía de mayor potencia para metales, y se requiere una atmósfera inerte para impresión DMLS y SLM. Para EBM, el volumen de construcción debe mantenerse bajo vacío. Las máquinas PBF pueden imprimir rápidamente, particularmente si se usan impresoras de múltiples haces. EBM usa solo un haz, pero este puede redirigirse extremadamente rápido, simulando funcionalidad multi-haz.

La Tabla 2 a continuación muestra los materiales típicos, aplicaciones y ventajas de la fusión de lecho de polvo:

Tabla 2. Resumen de Fusión de Lecho de Polvo

MaterialesAplicacionesVentajas

Materiales

• Metal (Aluminio, titanio, cobre, cobalto-cromo, etc.)
• Nailon
• Cerámicas

Aplicaciones

Piezas metálicas funcionales como palas de turbina, cámaras de combustión de motores cohete e intercambiadores de calor

Ventajas

• Polvo no utilizado reciclable
• Amplia gama de opciones metálicas

3. Deposición de energía dirigida (DED)

La deposición de energía dirigida (DED) es un proceso de material aditivo usado exclusivamente con metales. A menudo se usa para reparar piezas metálicas existentes. Esta capacidad de reparación es posible porque DED puede imprimir en cinco ejes de movimiento, a diferencia de otros procesos de impresión, limitados a tres. Una impresora DED puede maniobrar alrededor de piezas existentes con geometrías complejas.

Este tipo de fabricación aditiva no se limita a reparaciones, sino que también puede imprimir piezas nuevas. DED funciona dirigiendo polvo o hilo metálico a la boquilla de impresión. Un láser o haz de electrones funde el material y lo fusiona con el material base. Cualquier metal soldable puede fabricarse o repararse con DED. Al igual que en procesos de soldadura, se requiere un gas de protección (haz láser) o vacío (haz de electrones) para la impresión DED. El gas solo cubrirá el área que se está fundiendo activamente. Alternativamente, todo el volumen de construcción puede saturarse con gas inerte, lo que requiere un volumen de construcción sellado y hermético.

La Tabla 3 a continuación muestra los materiales típicos, aplicaciones y ventajas de DED:

Tabla 3. Resumen de Deposición de Energía Dirigida

MaterialesAplicacionesVentajas

Materiales

Metales (cobalto-cromo, titanio, Inconel, tantalio, niobio, aceros inoxidables)

Aplicaciones

• Reparación de piezas
• Componentes aeroespaciales avanzados

Ventajas

• Puede imprimir piezas grandes (1000 mm³)
• Puede reparar piezas existentes
• Puede imprimir una amplia gama de metales y aleaciones

4. Inyección de material (Material Jetting)

Pieza a todo color con acabado pulido y recubrimiento transparente, fabricada con el servicio PolyJet de Xometry.

La inyección de material utiliza una serie de boquillas de inyección de tinta para depositar material sobre una plataforma de construcción, creando una pieza. Este proceso requiere el uso de fotopolímeros como materias primas. Funciona depositando primero una capa de fotopolímero sobre la plataforma. A continuación, una fuente de luz UV se desplaza sobre el fotopolímero para curarlo. La plataforma de construcción se mueve hacia abajo y el proceso se repite.

Dado que el curado UV del material impreso es parte integral de este proceso, solo se pueden imprimir plásticos, muchos de los cuales son fotopolímeros, mediante inyección de material. Se requieren estructuras de soporte para imprimir piezas exitosamente con este método.

La Tabla 4 a continuación muestra los materiales típicos, aplicaciones y ventajas de la inyección de material:

Tabla 4. Resumen de Inyección de Material

MaterialesAplicacionesVentajas

Materiales

• Resinas fotopolímeras
• Materiales digitales (fotopolímeros compuestos)
• Cera

Aplicaciones

• Prototipos funcionales de producto
• Modelos anatómicos a todo color

Ventajas

• Muy bajo desperdicio
• Piezas multimaterial y multicolor posibles
• Proceso de alta velocidad
• Alta resolución

5. Laminación de láminas (Sheet Lamination)

La laminación de láminas es un proceso de fabricación aditiva por capas que construye piezas apilando y uniendo láminas de material, en lugar de depositar o fusionar polvos o líquidos. Puede usarse con una gama de materiales, incluyendo papel, láminas de polímero, compuestos y algunos metales. Aunque el proceso suele producir piezas de baja resolución, ofrece alta velocidad de producción y bajo costo, lo que lo hace ventajoso para ciertas aplicaciones de prototipado e industriales.

El proceso funciona colocando secuencialmente láminas finas, cada una cortada para coincidir con la sección transversal de la pieza en esa capa. Estas láminas se unen a la capa anterior mediante diversas técnicas según el material. En algunos sistemas, un láser o cuchilla corta la geometría de la pieza de la lámina antes o después de la unión. El material excedente alrededor de la pieza puede eliminarse durante o después de la construcción.

Las láminas metálicas se unen comúnmente mediante fabricación aditiva ultrasónica (UAM), que aplica vibraciones ultrasónicas bajo presión para fusionar las capas metálicas sin fundirlas. Las láminas de plástico se unen típicamente usando calor y presión, ya sea térmicamente o con adhesivos. Los compuestos (p. ej., fibras de aramida, fibra de vidrio o capas reforzadas con fibra de carbono) y el papel se laminan usualmente usando adhesivos y compresión. La laminación de láminas también se usa para crear piezas near-net-shape, que pueden mecanizarse o post-procesarse posteriormente mediante CNC u otras técnicas sustractivas para lograr tolerancias y acabados superficiales más ajustados.

La Tabla 5 a continuación muestra los materiales típicos, aplicaciones y ventajas de la laminación de láminas:

Tabla 5. Resumen de Laminación de Láminas

MaterialesAplicacionesVentajas

Materiales

• Papel
• Cerámicas
• Compuestos de fibra de carbono
• Metal (Aluminio, cobre, acero inoxidable, titanio)

Aplicaciones

• Prototipos a todo color
• Piezas near-net-shape

Ventajas

• Bajo costo
• Alta velocidad
• Piezas a todo color

6. Extrusión de material (Material Extrusion)

Detalle de una pieza impresa en FDM fabricada por Xometry.

La extrusión de material es uno de los tipos más conocidos de fabricación aditiva, principalmente debido a su adopción por el mercado de consumo. A menudo se le conoce como FDM (Modelado por Deposición Fundida) o FFF (Fabricación por Filamento Fundido). El proceso funciona dirigiendo un filamento plástico desde un carrete de suministro, pasándolo por una cámara calentada y luego por una boquilla de impresión. A medida que el material sale de la boquilla, se deposita en forma de la sección transversal actual de la pieza sobre la plataforma. Una vez completada una capa, los cabezales de impresión se mueven hacia arriba un grosor de capa. El proceso se repite hasta que la pieza está completa.

Los termoplásticos y termoplásticos rellenos son las materias primas más típicas usadas con esta tecnología. Sin embargo, se pueden usar materiales de matriz polimérica/polvo metálico para crear piezas metálicas. Deben post-procesarse en un horno para desarrollar sus propiedades mecánicas finales.

La Tabla 6 a continuación muestra los materiales típicos, aplicaciones y ventajas de la extrusión de material:

Tabla 6. Resumen de Extrusión de Material

MaterialesAplicacionesVentajas

Materiales

• PLA
• ABS
• PC
• PETG
• Nailon
• ULTEM

Aplicaciones

• Utillajes de montaje
• Prototipos funcionales
• Componentes de bajo volumen de producción

Ventajas

• Bajo costo
• Fácil de usar
• Termoplásticos reales

7. Fotopolimerización en cubeta (VAT Photopolymerization)

La fotopolimerización en cubeta es un proceso de fabricación aditiva que crea piezas curando selectivamente una resina fotopolímera líquida usando una fuente de luz. Las dos tecnologías principales bajo esta categoría son:

• SLA (Estereolitografía) – usa un láser UV para trazar y solidificar la sección transversal de la pieza capa por capa.
• DLP (Procesamiento Digital de Luz) – usa un proyector digital para proyectar una capa completa de una vez, curando la resina simultáneamente en toda la capa.

Ambos procesos involucran una cubeta de resina fotopolímera líquida. La plataforma de construcción comienza justo debajo de la superficie de la resina. En SLA, un haz láser escanea la superficie de la resina para solidificar la forma deseada de la capa actual. En DLP, un proyector de luz proyecta la imagen de toda la capa en una sola exposición. Una vez curada una capa, la plataforma de construcción se mueve verticalmente (generalmente hacia arriba), permitiendo que la resina sin curar fluya debajo de la pieza, y la siguiente capa se cura sobre la anterior. Este proceso continúa hasta que la pieza está completamente formada. Como la pieza emerge gradualmente de la cubeta, parece que la plataforma está sacando el objeto de la resina líquida.

La Tabla 7 a continuación muestra los materiales típicos, aplicaciones y ventajas de la fotopolimerización en cubeta:

Tabla 7. Resumen de Fotopolimerización en Cubeta

MaterialesAplicacionesVentajas

Materiales

• PLA
• ABS
• PC
• PETG
• PA
• ABS relleno de fibra de carbono
• PEEK

Aplicaciones

• Prototipos visuales/maquetas
• Modelos de joyería para crear moldes

Ventajas

• Alta velocidad
• Detalle muy fino posible

¿Qué es la fabricación aditiva?

La fabricación aditiva se refiere al proceso aditivo de crear una pieza construyéndola capa a capa. Esto contrasta con la fabricación sustractiva, que comienza con un bloque sólido de material y elimina el exceso para crear una pieza. El mecanizado CNC es un ejemplo de fabricación sustractiva.

Para más información, consulte nuestra guía completa sobre fabricación aditiva.

La fabricación aditiva representa un punto de inflexión en la producción, con siete procesos principales: inyección de aglutinante, fusión de lecho de polvo, deposición de energía dirigida, inyección de material, laminación de láminas, extrusión de material y fotopolimerización en cubeta. Cada proceso ofrece sus propias fortalezas, ya sea en precisión, escala, velocidad o versatilidad de materiales. Lo que destaca es el cambio de la eliminación derrochadora de material a la creación controlada capa por capa, abriendo posibilidades que van desde la reparación de piezas aeroespaciales vitales hasta la impresión de prototipos detallados y componentes funcionales. La tecnología se presenta no como una única solución, sino como un conjunto de herramientas, donde el proceso adecuado puede emparejarse con el desafío correcto, haciendo la fabricación más eficiente, adaptable e innovadora.

Preguntas frecuentes sobre tipos de fabricación aditiva

¿Cuál es el tipo de fabricación aditiva más utilizado?

Los tipos más utilizados son: extrusión de material (FDM/FFF), laminación de láminas, fotopolimerización en cubeta y fusión de lecho de polvo (PBF). Cabe notar que el grado de adopción de cada tecnología varía según la industria. Por ejemplo, la industria aeroespacial hace un uso intensivo de DED y fusión de lecho de polvo.

¿Qué organización categoriza los procesos de fabricación aditiva?

ASTM International e ISO son conjuntamente responsables de la categorización de los procesos de fabricación aditiva. ASTM e ISO crearon las siete categorías descritas en este artículo.

¿Cómo se clasifican los procesos de fabricación aditiva?

Los procesos se clasifican bajo ISO/ASTM 52900, el estándar internacional que define términos y categorías clave en AM. Organiza las tecnologías en siete tipos de proceso, basados en cómo se forman las capas y se unen los materiales. Estas categorías incluyen métodos como extrusión de material, fotopolimerización en cubeta y fusión de lecho de polvo, entre otros. Esta clasificación ayuda a garantizar consistencia entre industrias y aplicaciones.

¿Es la impresión 3D un ejemplo de fabricación aditiva?

Sí, la impresión 3D es una forma de fabricación aditiva. De hecho, es el ejemplo más conocido y comúnmente usado. El término "impresión 3D" a menudo se usa informalmente para referirse a todos los procesos de fabricación aditiva, que implican construir objetos capa a capa a partir de modelos digitales.

Para más información, consulte nuestra guía completa sobre impresión 3D vs. fabricación aditiva.

Resumen

Este artículo revisó 7 tipos diferentes de procesos de fabricación aditiva y describió cómo funcionan, sus ventajas y desventajas. Para obtener más información sobre los diferentes tipos y cómo cada uno puede adaptarse mejor a su aplicación específica, contacte a un experto de Xometry hoy.

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Dean McClements

Dean McClements es graduado con honores en Ingeniería Mecánica (B.Eng) 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 una profunda comprensión de los procesos e innovaciones de ingeniería.

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