Explorando la impresión 3D MSLA:tecnología, beneficios y aplicaciones

MSLA, abreviatura de aparato de estereolitografía enmascarada, es una forma mejorada de impresión 3D SLA (estereolitografía) que combina una pantalla LCD con una potente fuente de luz LED para curar selectivamente la resina fotosensible. Cuando las capas sucesivas se curan sobre las anteriores, forman un objeto tridimensional. Se utiliza una matriz de LED como fuente de luz y se proyecta a través de una pantalla LCD que actúa como una máscara reconfigurable. 

Esta técnica tiene varios beneficios. Es capaz de producir artículos de alta calidad en grandes cantidades a bajo costo y hacerlo de manera más rápida y precisa que la mayoría de los métodos de impresión 3D. Sin embargo, el inconveniente de la impresión 3D MSLA es el alto coste de las propias impresoras; Sólo unas pocas empresas seleccionadas pueden permitirse la tecnología. Además, debido a la naturaleza extremadamente delicada de la resina fotosensible y la necesidad de una manipulación cuidadosa, este tipo de impresión 3D debe realizarse en completa oscuridad. Un tanque de resina, una máscara digital, un conjunto de luces y una plataforma de construcción conforman la estructura de la impresora 3D MSLA. Este artículo analizará más a fondo qué es la impresión 3D MSLA, cómo funciona y los materiales utilizados.

¿Qué es la impresión 3D con aparatos de estereolitografía enmascarada?

El aparato de estereolitografía enmascarada (MSLA) es una forma mejorada de impresión 3D SLA. La principal diferencia está en la fuente de luz. En lugar de utilizar un rayo láser controlado, MSLA utiliza una gran fuente de luz ultravioleta (UV) para curar las resinas capa por capa hasta su finalización. Es importante señalar que la fuente de luz (una serie de luces LED) no se enfoca directamente en la resina termoplástica, sino que queda enmascarada por una pantalla LCD selectivamente transparente de forma controlada. Para obtener más información, consulte nuestra guía sobre impresión 3D.

¿Cómo funciona la impresión 3D con aparatos de estereolitografía enmascarada?

La impresión 3D MSLA funciona colocando una resina fotosensible sobre la pantalla LCD y el conjunto de LED separados por una fina capa de plástico fluorado de etileno propileno (FEP). La función de la pantalla LCD es controlar dónde puede pasar la luz e impactar la resina de arriba. La pantalla LCD está formada por píxeles individuales que permiten el paso de la luz cuando está apagada y evitan el paso de la luz cuando está encendida. Esta disposición de píxeles coincide con la forma de cada capa deseada. La luz pasa a través de la pantalla LCD, lo que permite que se curen partes de la resina entre la plataforma de construcción y la lámina de FEP. Luego, la plataforma de construcción se eleva y se posiciona para la siguiente capa. Al igual que otros métodos de impresión 3D, el proceso continúa capa por capa hasta que se completa la pieza. 

Una ilustración de cómo funciona la impresión 3D MSLA.

¿Cuáles son los pros y los contras de MSLA?

La Tabla 1 a continuación destaca los pros y los contras de MSLA en la impresión 3D:

Tabla 1:Pros y contras de la impresión 3D MSLA

Ventajas Desventajas

Ventajas

No importa qué tan gruesa sea la capa, las impresoras MSLA tienen el beneficio principal de curar una capa completa a la vez.

Contras

El equipo es caro. Como resultado, la estereolitografía no es un método práctico de creación de prototipos para muchas empresas.

Ventajas

La mayoría de las impresoras MSLA modernas utilizan pantallas LCD monocromáticas capaces de mostrar píxeles en escala de grises a lo largo de los bordes. Esto ofrece capacidades antialiasing integradas, lo que da como resultado superficies impresas suaves. .

Contras

El principal problema del MSLA es el manejo de la resina. La producción debe realizarse en un lugar con poca iluminación. Esto protegerá la resina de daños o curado prematuro.

Ventajas

En las impresoras MSLA se utilizan pocas piezas móviles. La cama de impresión sólo se mueve en el eje Z, excepto en las versiones que incorporan camas basculantes para reducir las presiones de despegado.

Contras

El hecho de que las impresoras MSLA deban utilizar resina curada por UV limita las opciones de materiales. Estos materiales no pueden igualar la amplitud de propiedades que se encuentran en otros polímeros.

Ventajas

Contras

Los usuarios se quejan de lo complicada que puede ser la impresión MSLA. Debido a que la resina sin curar es peligrosa, los usuarios deben usar guantes protectores para manipular piezas recién impresas. Además, la ventilación es fundamental y las piezas impresas deben lavarse con una solución de alcohol. Deben reposar bajo una intensa luz ultravioleta durante 5 a 15 minutos después del lavado para que se seque por completo.

¿Cuál es el material utilizado en la impresión 3D MSLA?

El proceso de impresión 3D de MSL utiliza resinas de fotopolímeros únicas que se endurecen (curan) bajo luz ultravioleta. La mayoría de las resinas de impresión 3D tienen una base de acrilato o epoxi, siendo esta última más común en las impresoras de escritorio. La mayoría de las resinas se clasifican en una de las siguientes categorías:

1. Resina estándar: Las resinas estándar funcionan bien para imprimir con gran resolución y rigidez. Son los mejores para la creación de prototipos.
2. Resina resistente: Las resinas resistentes son comparables al termoplástico ABS. Fueron desarrollados para dar a las piezas impresas una buena resistencia al impacto.
3. Resina transparente: Las resinas transparentes tienen cualidades mecánicas comparables a las de la resina estándar. La diferencia es que, con un poco de posprocesamiento, se pueden volver ópticamente transparentes. 
4. Resina duradera: La resina duradera tiene propiedades mecánicas similares al polipropileno (PP). Es un material flexible y resistente al desgaste, particularmente útil al crear prototipos de productos de consumo como rótulas y ajustes rápidos.

Una fotografía de las resinas utilizadas en la impresión 3D.

¿Cómo se utiliza la impresión 3D MSLA en la industria médica?

La impresión 3D MSLA se utiliza en el proceso de bioingeniería de tejidos. Aquí son importantes diversas composiciones, que posibilitan implantes óseos y dentales, soportes vasculares artificiales y estructuras de órganos. 

¿Cómo se utiliza la impresión 3D MSLA en la industria de la joyería?

La gran resolución de impresión del MSLA y la disponibilidad de resinas de cera que se quemarán limpiamente durante la fundición lo hacen popular en la industria de la joyería. La fundición tradicional a la cera perdida exige que los joyeros corten la cera de modelado dura en formas complejas. Ahora, esas formas se pueden hacer con más precisión usando una impresora. Además, diseños que serían imposibles con técnicas tradicionales son sencillos con impresoras 3D. El diseñador simplemente debe construir previamente la pieza de joyería utilizando un software CAD. 

¿Las impresoras MSLA son capaces de producir piezas masivas y detalladas?

Sí, las impresoras 3D MSLA pueden crear elementos grandes y complejos si la impresora es lo suficientemente grande. La impresora 3D Peopoly Phenom L es la máquina ideal para este tipo de trabajo. Es una impresora confiable de gran volumen que resulta útil para tiradas de producción de lotes pequeños y creación de prototipos. Además de su enorme capacidad de impresión y su rápido tiempo de secado, puede producir prototipos y piezas de manera eficiente y rápida. Aunque esta impresora está diseñada para imprimir piezas más grandes, también puede producir piezas pequeñas.

¿Cuál es la diferencia entre MSLA y SLA?

Las impresoras SLA y MSLA se diferencian en su proceso de curado de resina. Mientras que MSLA emplea una máscara LCD para proyectar luz ultravioleta para solidificar las capas, SLA traza la forma de cada capa utilizando un láser ultravioleta. La impresión suele ser más rápida mediante el proceso MSLA porque un solo destello de la luz de polimerización solidifica una capa completa a la vez, algo que el láser SLA no puede hacer. Esto hace que MSLA sea especialmente útil cuando se imprimen varios modelos simultáneamente.

MSLA está evolucionando SLA al aumentar significativamente la velocidad de impresión y al mismo tiempo mejorar la calidad incluso hasta el borde de una construcción. Hemos visto una implementación exitosa con el sistema LSPc de Nexa3D y Formlabs Form 4

Greg Paulsen

Director, Ingeniería de Aplicaciones

Resumen

Este artículo presentó el aparato de estereolitografía enmascarada (MSLA), explicó qué es y analizó cómo se utiliza este proceso en diferentes industrias. Para obtener más información sobre MSLA, comuníquese con un representante de Xometry.

Xometry ofrece una amplia gama de capacidades de fabricación, incluida la impresión 3D y otros servicios de valor agregado para todas sus necesidades de producción y creación de prototipos. Visite nuestro sitio web para obtener más información o solicitar un presupuesto gratuito y sin compromiso.

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Dean McClements

Dean McClements es un Licenciado en Ingeniería Mecánica con honores y cuenta con más de dos décadas de experiencia en la industria manufacturera. Su trayectoria profesional incluye puestos importantes en empresas líderes como Caterpillar, Autodesk, Collins Aerospace y Hyster-Yale, donde desarrolló un profundo conocimiento de los procesos de ingeniería y las innovaciones.

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