FFF industrial vs impresoras 3D de escritorio: diferencias clave explicadas

La impresión 3D ha recibido mucho revuelo en la última década, pero difícilmente es un invento nuevo. Hideo Kadama pionero lo que ahora se conoce como fabricación aditiva en 1981 cuando describió un sistema de prototipado rápido que podía construir modelos usando múltiples capas de fotopolímeros solidificados. Desde entonces, los ingenieros no han dejado de innovar con la impresión 3D. La industria incluso dio lugar a una serie de aplicaciones médicas, produciendo vejigas, riñones, piernas protésicas y vasos sanguíneos impresos en 3D, todos entre 1999 y 2010 solamente.

Arguably, la era más importante en la historia de la impresión 3D es la mediados de los 2000, cuando la fabricación aditiva se volvió cada vez más democratizada. En 2009, las viejas patentes sobre fabricación por filamento fundido (FFF) expiraron e impresoras de escritorio inundaron el mercado. Ahora, aficionados e ingenieros establecidos por igual pueden crear diseños CAD y construir casi lo que quieran, desde tornillos hasta juguetes y armas de fuego. Sin embargo, hay una gran diferencia entre el modelado por deposición fundida (FDM) de grado industrial, el nombre de marca de Stratasys para FFF, y la extrusión de filamento en casa.

La tecnología compartida de FFF industrial y de escritorio

El FFF de grado industrial y el de escritorio comparten los mismos procesos centrales, lo que significa que ambos usan una boquilla calentada para fundir material termoplástico y extruirlo una capa a la vez hasta que se forma un producto sólido. Además, los avances recientes en extrusión de filamento de escritorio los han acercado un poco a igualar las capacidades técnicas de la impresión de grado industrial.

El FFF industrial es conocido por su alta precisión porque tiene controles más ajustados debido a los parámetros de procesamiento durante la impresión. Las impresoras FFF industriales usan algoritmos de calibración, cámaras calentadas, extrusión dual y temperaturas de impresión más altas para asegurar una impresión de alta calidad. Muchas impresoras de extrusión de filamento de escritorio de gama alta en el mercado poseen estas mismas funciones e incluso pueden producir piezas con precisión dimensional relativamente alta y tamaño mínimo de característica, acercándose al matiz logrado por FFF industrial.

Sin embargo, aficionados e ingenieros por igual han sido conocidos por confundir la impresión de escritorio con la impresión de grado industrial. Muchos ingenieros usan extrusión de filamento a pequeña escala para propósitos de prototipado. Sin embargo, los prototipos producidos vía FFF de escritorio no lograrán las mismas propiedades mecánicas que los creados usando tecnología de grado industrial. Más allá de las similitudes tecnológicas fundamentales y la capacidad de detalle, el FFF industrial y de escritorio difieren significativamente.

Diferencias clave entre FFF industrial y extrusión de filamento

El FFF de grado industrial, popular entre fabricantes aditivos, está diseñado para series de producción bajas a medias, impresión de moldes para moldeo por inyección de baja tirada, y producción rápida de prototipos grandes. Estas impresoras tienen áreas de impresión más grandes, por lo que pueden producir una o dos piezas grandes o múltiples copias de piezas más pequeñas durante una sola impresión. Las impresoras de grado industrial, como la Stratasys F900, también son conocidas por su repetibilidad y fiabilidad. Lo mismo no se puede decir de las impresoras 3D caseras.

Las impresoras más pequeñas tampoco pueden cumplir las certificaciones de material requeridas para aplicaciones FFF de grado industrial. Por ejemplo, ULTEM® (PEI) es uno de los pocos materiales en el mercado que satisface regulaciones de fuego y toxicidad de humo para uso aeroespacial, y es incompatible con impresoras de escritorio. Resultados similares no pueden replicarse. Lo mismo aplica a materiales de soporte solubles y la amplia variedad de plásticos de ingeniería usados con FFF de grado industrial.

Durante el procesamiento, estos materiales a menudo se tratan con aditivos para darles ciertas propiedades que los ingenieros buscan al construir productos para casos de uso industriales, como resistencia química o mayor resistencia. Como tal, el FFF industrial es una excelente opción para hacer prototipos, piezas especializadas y productos de consumo de alto rendimiento como envases de alimentos y fármacos.

Una impresora de escritorio, mejor adecuada para quienes quieren prototipar pequeños volúmenes de piezas o experimentar con extrusión de filamento en su tiempo libre, también puede usarse para series de producción de bajo volumen de piezas funcionales en una escala mucho menor. Gracias a la amplia atención mediática y la creciente popularidad de la impresión 3D, los materiales de impresión de escritorio están ampliamente disponibles. El PLA estándar es fácil de imprimir y puede crear detalles más finos que los aficionados pueden buscar en juguetes o modelos intrincados, mientras que el ABS ofrece mayor resistencia y estabilidad térmica.

Imprimir con una impresora casera también es mucho más asequible que imprimir con FFF industrial. Una buena impresora de grado oficina cuesta unos 50.000 $, comparado con máquinas industriales, que a menudo cuestan cientos de miles de dólares completamente equipadas. Sin embargo, las impresoras de extrusión de filamento caseras requieren un alto nivel de mantenimiento de usuario y calibración casi constante, para lo que ingenieros y grandes fabricantes no necesariamente tienen tiempo. Aun así, una impresora de extrusión de filamento a pequeña escala es una buena opción para aficionados.

¿Cuál es la conclusión?

Los consumidores deben tener cuidado de no confundir FFF industrial con FFF de escritorio, o asumir que pueden lograr los mismos beneficios de una máquina que de la otra. El FFF industrial será más beneficioso para ingenieros debido al gran tamaño de construcción de las máquinas y las propiedades mecánicas especiales habilitadas por FFF de grado industrial. Para aficionados o empresas que buscan hacer prototipos simples, una pequeña impresora 3D de escritorio servirá perfectamente para construcciones rápidas y rentables.

En Fast Radius, ayudamos a ingenieros y diseñadores a dar vida a sus ideas usando modelado por deposición fundida industrial y otros procesos dinámicos. Nuestro equipo dedicado de expertos en ingeniería verá su próximo proyecto hasta el final, desde la ideación hasta la fabricación y cumplimiento. Contáctenos hoy para un presupuesto.

¿Listo para saber más sobre diferentes tipos de impresoras y procesos? Eche un vistazo a los artículos relacionados del blog en nuestro centro de recursos.

¿Listo para fabricar sus piezas con Fast Radius?

Solicite su presupuesto