Relleno disperso vs. piezas FDM sólidas: cómo elegir la mejor estrategia de construcción

Impresión 3D FDM: principales ventajas del relleno disperso (sparse fill) vs. relleno sólido

FDM® (Modelado por Deposición Fundida) es uno de los procesos de impresión 3D originales, usado en industrias para producción de utillajes de fabricación, prototipado rápido y piezas de producción. La tecnología FDM construye piezas con termoplásticos de grado ingeniería resistentes como ABS y Policarbonato. En Stratasys Direct, las impresoras industriales FDM son opción popular entre empresas aeroespaciales y de transporte para aplicaciones de alto rendimiento que requieren resistencia al calor o al impacto.

Una función única de las impresoras FDM es un modo de construcción que permite rellenar secciones gruesas de la geometría con lo que se llama «relleno disperso» (sparse fill). El relleno disperso ocurre cuando el plástico se extruye en una estructura tipo andamiaje en lugar de una capa estándar de impresión 3D. Esto resulta en secciones de una pieza casi huecas, pero con el soporte necesario para mantener resistencia y rigidez. Piensa en cables de puente o postes de barandilla que añaden fuerza a la estructura global con huecos entre ellos.

El estilo de relleno elegido afecta al interior de las piezas, pero el exterior aparece y funciona igual que una pieza de relleno sólido. Las piezas con relleno disperso pueden acabarse similarmente a las de relleno sólido con post-procesos como lijado, epoxi, imprimación y pintura.

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Beneficios del relleno disperso

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1. Peso reducido

El relleno disperso significa menos material en la pieza, por lo que el peso final se reduce significativamente. Si diseñas una pieza que se beneficie de ser más ligera, el relleno disperso es una forma fácil de lograrlo manteniendo la resistencia.

2. Tiempo de construcción reducido

Como la impresora tiene menos plástico que depositar en cada capa, una pieza con relleno disperso tarda menos en construirse. Con los beneficios de velocidad de la impresión 3D, el tiempo ahorrado con relleno disperso significa recibir tus piezas más rápido.

3. Coste de pieza reducido

Además, la reducción de material usado y el tiempo de impresión más rápido contribuyen a un coste total más barato. En Stratasys Direct, el tiempo de construcción y los costes de material son los principales factores que determinan el coste por pieza.

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Cuándo usar relleno interior sólido

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Stratasys Direct recomienda relleno interior sólido cuando:

1. La resistencia de la pieza es la característica crítica

Aunque las piezas con relleno disperso en secciones conservan resistencia, el relleno sólido suele ofrecer una pieza aún más fuerte. Si pruebas funcionalmente un prototipo que soportará alto impacto, deberías considerar rellenar secciones gruesas con relleno sólido estándar.

2. La pieza tiene detalles finos y paredes delgadas

En Stratasys Direct, las paredes delgadas en un diseño se construyen sólidas por defecto, y solo las secciones suficientes tendrán relleno disperso. Esta recomendación depende típicamente de la altura de capa, y hemos definido grosores por defecto de 0,2"-0,6". Grosores menores son posibles con ayuda de un ingeniero de Stratasys Direct.

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Cuándo usar relleno disperso

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Stratasys Direct recomienda relleno disperso cuando:

1. La pieza puede beneficiarse de ser más ligera

Muchas empresas que usan impresión 3D buscan alternativas ligeras a diseños que se mecanizarían en metal o materiales más pesados. La impresión 3D puede ofrecer peso reducido mediante formas complejas e interiores dispersos.

2. La pieza tiene un interior grande

Si tu diseño tiene características interiores que necesitan relleno, es buena idea aprovechar el relleno disperso. No solo se reducirá el coste por pieza, sino que se entregará mucho antes. Además, si diseñas algo grande, puedes beneficiarte de reducir peso significativamente con menos plástico en el interior.

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BMW utiliza relleno disperso en un utillaje de prueba

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La planta de BMW AG en Ratisbona, Alemania, usaba utillajes de aluminio mecanizados convencionalmente al ensamblar y probar soportes de parachoques. Los utillajes metálicos eran incómodos y pesados para los trabajadores, que los sostenían manualmente en cada prueba y al aplicar los soportes. BMW vio una oportunidad para probar un utillaje más optimizado usando impresión 3D.

Al cambiar a FDM con relleno disperso y material termoplástico ABS-M30, BMW creó utillajes más personalizados que antes eran demasiado costosos. Los nuevos utillajes impresos en 3D son un 72% más ligeros. La ligereza mejoró productividad y precisión gracias a una ergonomía mejorada, mucho menos exigente para el ensamblador. Al cambiar a impresión 3D, BMW logró un 58% de ahorro en coste por utillaje y un 92% de reducción en tiempo de entrega.