La impresión de modelos 3D a pequeña escala con una impresora 3D puede ser un desafío porque las resoluciones no son las mismas que las resoluciones que usa para imágenes bidimensionales y para imprimir imágenes en papel. El uso de su impresora 3D para crear modelos muy pequeños o modelos con características y detalles muy finos puede implicar una curva de aprendizaje pronunciada para los nuevos usuarios. Pero en cuanto a qué tan pequeña puede llegar a ser su impresora 3D, depende principalmente de su tecnología.
Una impresora 3D FDM puede imprimir modelos 3D tan pequeños como el diámetro de su boquilla, que es de al menos 0,15 milímetros. Las impresoras 3D de resina como DLP y SLA pueden imprimir detalles mucho más pequeños ya que ofrecen resoluciones Z muy finas. Con las impresoras de resina, puede elegir opciones de altura de capa de 25 a 300 micras.
Este artículo discutirá las diferencias en varios tipos de impresoras 3D, especialmente en términos de su precisión de impresión y su capacidad para imprimir detalles finos. Comprenderá cómo sus diferentes tecnologías y mecanismos de impresión 3D afectan la calidad de su salida de impresión.
Tipos más comunes de impresoras 3D
Los diferentes tipos de impresoras 3D utilizan diferentes tecnologías, procesos y materiales de impresión, lo que influye en la precisión de impresión y el tamaño mínimo de las funciones. Los más comunes son:
- Impresoras 3D de modelado por deposición fundida (FDM), también conocidas como impresoras 3D de fabricación de filamentos fundidos (FFF)
- Impresoras 3D de estereolitografía (SLA)
- Impresoras 3D de procesamiento de luz digital (DLP)
Impresoras 3D FDM/FFF
Las impresoras 3D FDM o FFF extruyen filamentos termoplásticos como ácido poliláctico (PLA) y acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) a través de una boquilla calentada, que derrite el plástico y aplica capa sobre capa del material fundido para crear una forma. El proceso de impresión FDM es ampliamente utilizado a nivel de consumidor.
Una ventaja de usar FDM es que los modelos de impresión tridimensionales son fáciles. Una vez que calibre su impresora y cargue su archivo CAD, el proceso de impresión comienza con solo presionar un botón. La impresión FDM también es un proceso rápido, y la tecnología puede imprimir objetos de manera rentable en pequeñas cantidades.
Sin embargo, la impresión 3D FDM no es conocida por generar productos duraderos y duraderos porque cada uno se crea en varias capas en lugar de una sola pieza. Es probable que haya puntos débiles al aplicar la técnica de capas. Además, los termoplásticos de FDM no pueden soportar condiciones extremas, por lo que se derretirían o deformarían cuando se expusieran a ambientes cálidos y se agrietarían cuando se expusieran al frío.
La impresión 3D FDM tampoco puede producir modelos con una resolución fina. Debido al método de estratificación, la salida tiende a tener bordes y superficies ásperos y puede requerir lijado y otros acabados para suavizarlos. Las tolerancias también son mayores, lo que podría dar lugar a múltiples impresiones de piezas similares con inconsistencias y diferencias significativas.
Impresoras 3D SLA
Técnico dental quitando el modelo de mandíbula de una impresora 3d en el laboratorio, modelando el marco para la producción de implantes
Una impresora 3D SLA es una impresora 3D de resina que produce prototipos y modelos de alta precisión, herméticos al agua y al aire en materiales plásticos avanzados. Se sabe que imprime modelos 3D con un acabado superficial suave, características finas y diseños muy detallados.
Con un láser de alta precisión, una impresora 3D SLA emite luz para formar y curar capas delgadas de resina líquida que se acumulan para formar un objeto sólido. El proceso de curar la resina en plástico endurecido se llama fotopolimerización. Las formulaciones de resina SLA cuentan con una amplia gama de propiedades térmicas, ópticas y mecánicas que las hacen ideales para aplicaciones termoplásticas industriales y de ingeniería.
El uso de luz en lugar de calor para imprimir prototipos hace que SLA sea confiable. Al imprimir piezas tridimensionales casi a temperatura ambiente, no tiene que preocuparse por la expansión y contracción térmicas, que pueden ser frecuentes cuando se imprime a través de FDM.
Estas piezas y la impresión de prototipos mediante el proceso SLA también son isotrópicas, lo que significa que tienen altos niveles de resistencia lateral que no se alteran con la orientación.
Impresoras 3D DLP
Al igual que una impresora SLA, una impresora 3D DLP también utiliza resina. Crea piezas y modelos al revés, capa por capa, mientras su plataforma de construcción desciende a un tanque de resina. Y mientras que una impresora 3D SLA usa un láser como fuente de luz, una impresora 3D DLP usa una pantalla de proyector digital. Una imagen del patrón o la forma de una capa se muestra en la plataforma de construcción y esta luz cura la resina líquida.
La luz se refleja en espejos de tamaño microscópico que están dispuestos en un chip semiconductor. Este dispositivo de microespejo digital (DMD), a su vez, apunta la luz hacia el fondo del tanque de resina, definiendo las coordenadas donde la resina se endurece en una capa particular.
Las impresoras 3D DLP se encuentran entre las impresoras 3D más precisas y precisas que existen, por lo que son ideales para modelos muy detallados. Y al igual que las impresoras SLA, crean objetos con un acabado superficial suave.
¿Qué tan pequeño puede imprimir su impresora 3D?
Los diferentes tipos de tecnología de impresión 3D tienen diferentes tamaños mínimos de características.
¿Qué tan pequeño pueden imprimir las impresoras 3D FDM?
Las impresoras 3D FDM pueden imprimir características tan pequeñas como el diámetro de sus boquillas de impresión. El tamaño de boquilla más común para estas impresoras es de 0,4 milímetros, lo que significa que la función más pequeña que pueden imprimir también es del mismo tamaño. Sin embargo, las actualizaciones de boquillas de terceros están disponibles. Puede obtener una boquilla de 0,15 milímetros y cambiar la boquilla vieja de su impresora por ella para poder imprimir funciones más pequeñas.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que el resultado de un modelo o figura 3D también está muy influenciado por su forma y los movimientos que necesita hacer la impresora FDM para imprimirlo.
Un problema importante con respecto a la impresión de pequeños detalles con una impresora FDM es que tiene un control limitado sobre cuándo comienza a fluir el material termoplástico desde la boquilla y cuándo se detiene exactamente. Como tal, una impresora FDM tendrá más facilidad para crear detalles finos que son parte de un objeto más grande que crear un detalle de tamaño similar en un objeto mucho más pequeño.
¿Qué tan pequeño pueden imprimir las impresoras 3D SLA?
La resolución de función mínima para las impresoras 3D SLA se basa en el tamaño del punto del rayo láser. Debido a que la tecnología SLA no involucra tensiones térmicas como FDM, es más fácil imprimir formas altas y delgadas y características muy pequeñas.
En la impresión 3D, deberá familiarizarse con las tres dimensiones: las dimensiones X e Y, los planos bidimensionales y la dimensión Z vertical. La resolución Z es el grosor o la altura de una capa que la impresora puede producir.
El tamaño del punto láser de la impresora SLA determina la resolución XY. Los incrementos por los que se controla el rayo láser también afectan la resolución XY. En cuanto a la resolución Z, las impresoras de resina ofrecen una altura de capa de entre 25 a 300 micras.
¿Qué tan pequeño pueden imprimir las impresoras 3D DLP?
Al igual que las impresoras SLA, las impresoras DLP ofrecen una buena resolución. También puede elegir una opción de altura de capa o una resolución Z de entre 25 y 300 micrones. Mientras tanto, la resolución XY se define por píxel, que es la característica más pequeña que el proyector puede imprimir dentro de una capa en particular.
Sin embargo, con las impresoras DLP, existe una compensación entre el volumen de construcción y la resolución. El proyector dicta el número de vóxeles o píxeles disponibles. Cuanto más se acerca el proyector a la ventana óptica, más pequeños se vuelven los píxeles, lo que aumenta la resolución de la impresión. Como resultado, el área de construcción disponible también se ve limitada.
La calibración también juega un papel crucial. A diferencia de las impresoras SLA con la misma fuente de luz en todas partes, con los proyectores DLP, deberá tener en cuenta la distribución no uniforme de la luz en la plataforma de construcción y la distorsión óptica de las lentes. Esto significa que los píxeles justo en el medio del objeto de impresión no tienen la misma forma y tamaño que los píxeles en sus bordes.
Para ir finalizando
En general, las impresoras SLA y DLP pueden imprimir características y detalles mucho más pequeños que las impresoras FDM. Más importante aún, SLA y DLP son conocidos por sus impresiones más exactas, precisas y duraderas de calidad industrial y de ingeniería. Pero eso no quiere decir que la tecnología FDM no tenga sus propias fortalezas. Es por eso que se debe realizar una investigación exhaustiva sobre los pros y los contras de cada uno de estos tipos de impresoras 3D para saber cuál se adapta a sus requisitos de impresión específicos.
