Tecnologías de fabricación aditiva mediante polimerización de resinas

Existen varias tecnologías de fabricación aditiva capaces de producir piezas de alta definición, gran nivel de detalle y acabados prácticamente perfectos, mediante la polimerización de resina.

  • Estereolitografía (SLA) es una tecnología que cura capas de resina fotocurable mediante la aplicación de un láser sobre éstas. Fue inventada y patentada por Chuck Hull en 1.986.
  • Digital Light Processing (DLP) es la tecnología comúnmente utilizada para proyectar imágenes digitales. EnvisionTEC desarrolló la tecnología mediante la cual se podía utilizar esta tecnología para, al igual que mediante SLA, curar capas de resina fotocurable para fabricar piezas en tres dimensiones.
  • Continuous Digital Light Manufacturing (cDLM). Igual que el DLP es un avance sobre el SLA, especialmente en cuanto a velocidad, la tecnología cDLM innova sobre el DLP multiplicando su velocidad de impresión y llevando la impresión 3D mediante resinas fotocurables al campo de la fabricación en masa de pieza final.

Nota: la tecnología SLA se utiliza típicamente sumergiendo el plato en un VAT, de arriba a abajo, y el DLP suspendiendo la pieza en el aire, de abajo a arriba. Sin embargo, ambas tecnologías utilizan, ocasionalmente, ambas técnicas. La única diferencia siempre, entre SLA y DLP, es la fuente de luz (un láser que se desplaza o una proyección de superficie completa).

Estereolitografía o SLA

¿Cómo funciona?

En un recipiente de resina (VAT) fotocurable, o fotopolimérica, se va sumergiendo capa a capa. En cada capa, un láser cenital, cura dicha resina uniendo la primera capa curada al plato y las subsiguientes a cada capa anterior. De este modo, cuando la impresión termina, la pieza impresa se encuentra sumergida en el fondo del VAT.

Fortalezas

  • Produce piezas con alta definición.
  • Permite la fabricación de piezas de gran tamaño (hasta 1,5 metros)

Debilidades

  • Dado que el láser tiene que desplazarse para dibujar la sección de la pieza en cada capa, igual que lo hace una impresora FDM al depositar el material, es una tecnología muy lenta.
  • Dado que el VAT es de gran tamaño, y las resinas para SLA se densifican con el tiempo, hay que desechar todo el contenido del VAT periódicamente y reemplazarlo con resina fresca. Esto hace que la tecnología sea mucho más cara de utilizar de lo que inicialmente se estima.
  • Por el mismo motivo, el tamaño del VAT y su contenido de gran cantidad de resina, utilizar resinas distintas para aplicaciones diferentes es complejo y caro.
  • Sólo es posible imprimir piezas tan altas como la profundidad del VAT. A mayor altura de pieza deseada, mayor el volumen de resina que debe contener el VAT, con todo lo que conlleva.
  • El postprocesado de las piezas impresas incluye un lavado en alcohol isopropílico y la retirada manual de los soportes que las sujetaban durante el proceso de impresión.

Referencias

Digital Light Processing o DLP

¿Cómo funciona?

De forma similar a la tecnología SLA, esta tecnología cura capas de resina. Sin embargo, la luz para el curado se emite desde el fondo, hacia arriba, y utilizando un proyector DLP, y el plato se eleva en el aire capa a capa. De este modo, cuando la impresión termina, la pieza se encuentra en el aire, suspendida del plato.

Fortalezas

  • Dado que se utiliza un proyector capaz de «iluminar» la bandeja de impresión de una sola vez, en apenas unos segundos, es una tecnología muy rápida.
  • Al sustituir el láser por un componente tan estandarizado como un proyector DLP, esta es una tecnología con un bajo coste de inversión inicial y de mantenimiento futuro.
  • Al elevarse la pieza desde la bandeja, en lugar de sumergirse en ella, el VAT pasa a ser una bandeja de poca altura. Esto implica una inversión inicial muy reducida en resina.
  • Por el mismo motivo, es sencillo utilizar diferentes resinas para diferentes aplicaciones, y cambiar entre ellas sin apenas coste y esfuerzo, ofreciendo una solución extremadamente versátil.
  • También por el mismo motivo, y dado que el plato se eleva en el aire hasta la distancia que se desee, no hay limitación virtual en la altura de la pieza a imprimir.

Debilidades

  • Por estar la pieza suspendida del plato, se tiende a no producir impresoras de gran tamaño para evitar la complejidad de sostener su peso con seguridad.
  • El postprocesado de las piezas impresas incluye un lavado en alcohol isopropílico y la retirada manual de los soportes que las sujetaban durante el proceso de impresión.

Referencias

Continuous Digital Light Manufacturing o cDLM

¿Cómo funciona?

Esta tecnología es prácticamente idéntica al DLP excepto en que utiliza, como fondo de la bandeja de resina, una membrana permeable al oxígeno. Esta tecnología consigue que la pieza, a medida que se cura capa a capa, nunca esté realmente en contacto con dicho fondo de la bandeja. Como consecuencia, no hay factor de adherencia entre pieza y bandeja, ni es necesario proceso de separación, lo que acelera enormemente el proceso de impresión.

No se trata de que el proyector proyecte y cure más rápido. Se trata de que los movimientos alrededor de dicho proceso de curado se realizan en mucho menos tiempo, haciendo que impresiones que tardaban horas en realizarse, ahora se hagan en minutos.

Fortalezas

  • Todas las fortalezas del DLP.
  • Velocidad de impresión extrema que permite considerar esta tecnología para fabricación en masa de pieza final, además de su capacidad tradicional para el prototipado y el utillaje.

Debilidades

  • Las mismas debilidades del DLP.

Referencias

  • Nuestra web sobre el inventor de la tecnología cDLM, EnvisionTEC.
  • La web de dicho fabricante, EnvisionTEC (web externa, en inglés).
  • La única impresora con tecnología cDLM es la Envision One, de EnvisionTEC.

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