La diferencia entre las impresoras FFF de grado industrial y las impresoras 3D de escritorio

La impresión 3D ha recibido mucho revuelo durante la última década, pero no es un invento nuevo. Hideo Kadama fue pionero en lo que ahora se conoce como fabricación aditiva en 1981 cuando describió un sistema de creación rápida de prototipos 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 variedad de aplicaciones médicas, produciendo vejigas, riñones, piernas protésicas y vasos sanguíneos impresos en 3D, todo entre 1999 y 2010 solamente.

Podría decirse que la era más importante en la historia de la impresión 3D es a mediados de la década de 2000, cuando la fabricación aditiva se democratizó cada vez más. En 2009, las antiguas patentes de fabricación de filamentos fusionados (FFF) expiraron y las impresoras de escritorio inundaron el mercado. Ahora, tanto los aficionados como los ingenieros establecidos pueden crear diseños CAD y construir casi lo que quieran, desde pernos hasta juguetes y armas de fuego. Sin embargo, existe una gran diferencia entre el modelado por deposición fundida (FDM) de grado industrial, el nombre comercial de Stratasys para FFF y la extrusión de filamentos en el hogar.

La tecnología compartida de grado industrial y FFF de escritorio

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

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

Sin embargo, se sabe que tanto los aficionados como los ingenieros combinan la impresión de escritorio con la impresión de grado industrial. Muchos ingenieros utilizan la extrusión de filamentos a pequeña escala para la creación de prototipos. Sin embargo, los prototipos producidos a través de FFF de escritorio no lograrán las mismas propiedades mecánicas que los creados con tecnología de grado industrial. Más allá de las similitudes tecnológicas fundamentales y la capacidad para el detalle, los FFF industriales y de escritorio difieren significativamente.

Diferencias clave entre FFF de grado industrial y extrusión de filamento

El FFF de grado industrial, popular entre los fabricantes de aditivos, está diseñado para tiradas 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 varias 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 confiabilidad. No se puede decir lo mismo de las impresoras 3D domésticas.

Las impresoras más pequeñas tampoco pueden cumplir con las certificaciones de materiales requeridas para las aplicaciones FFF de grado industrial. Por ejemplo, ULTEM® (PEI) es uno de los pocos materiales en el mercado que cumple con las normas de toxicidad contra incendios y humos para su uso en la industria aeroespacial, y es incompatible con las impresoras de escritorio. No se pueden replicar resultados similares. Lo mismo se aplica a los materiales de soporte solubles y a la amplia variedad de plásticos de ingeniería utilizados con FFF de grado industrial.

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

Una impresora de escritorio, más adecuada para quienes desean crear prototipos de pequeños volúmenes de piezas o experimentar con la extrusión de filamentos durante su tiempo libre, también se puede utilizar para tiradas de producción de bajo volumen de piezas funcionales a una escala mucho más pequeña. Gracias a la amplia atención de los medios 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 complejos, mientras que el ABS ofrece mayor resistencia y estabilidad térmica.

Imprimir con una impresora doméstica también es mucho más asequible que imprimir con FFF industrial. Una buena impresora de oficina cuesta alrededor de $ 50,000, en comparación con las máquinas industriales, que a menudo cuestan cientos de miles de dólares completamente equipadas. Sin embargo, las impresoras domésticas de extrusión de filamento requieren un alto nivel de mantenimiento por parte del usuario y una calibración casi constante, para lo cual los ingenieros y los grandes fabricantes no necesariamente tienen tiempo. Aún así, una impresora de extrusión de filamentos a pequeña escala es una buena opción para los aficionados.

¿Cuál es el resultado final?

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

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