La impresión 3D en FDM

Qué es la impresión 3D

La impresión 3D es el proceso mediante el cual materializamos un objeto a través de los datos obtenidos desde un archivo digital de diseño 3D.

Existen diversas técnicas que podemos emplear para imprimir nuestro objeto de diseño. Entre las más conocidas, encontramos:

  • FDM (Modelado por Deposición Fundida): es la más popular y se basa en la impresión por fundición de filamento. Por lo general, el material empleado es el termoplástico, que se va derritiendo y depositando, capa a capa, en una superficie a una temperatura específica.
Fig. 1: “Técnología FDM”. Fuente: 3dnatives.com
  • SLA (Estereolitografía): esta técnica convierte materiales líquidos en partes sólidas, capa por capa. Se realiza utilizando un láser ultravioleta, en un proceso llamado fotopolimerización. Una técnica similar a SLA es DLP (Digital Light Processing o Procesado Digital de Luz). La diferencia se encuentra en la fuente de luz que emplea para la impresión y en el tipo de resultados obtenidos.
Fig. 2: “Tecnología SLA”. Fuente: 3dnatives.com
  • SLS (Sinterizado Selectivo por Láser): es la técnica basada en la sinterización mediante láser, que va solidificando un polímero en forma de polvo y uniendo las moléculas.
Fig. 3: “Tecnología SLS”. Fuente: hexabcn.com

En este curso, nos concentraremos en la técnica de modelado por deposición fundida o FDM: explicaremos sus posibilidades y la pondremos en práctica.

A continuación, te comparto una infografía que resume el proceso de impresión 3D a través de la técnica FDM.

Técnica de impresión 3D en FDM

Fig. 4: “Técnica de impresión FDM”. Fuente: Elaboración propia.

Qué podremos lograr con impresión en FDM

Son muchos y variados los resultados a lograr con una impresora 3D de filamento. Existen diferentes elementos a considerar a la hora de comenzar a pensar en la fabricación de nuestro objeto. A continuación, analizaremos todas las variables a tener en cuenta para iniciar nuestro proceso. Al finalizarlo, seleccionaremos la máquina y el material a emplear en nuestro proceso. 

Tipos de impresoras

Características generales por modelo de Impresora Hellbot

Tabla comparativa de impresoras Hellbot
Fig. 5: Tabla comparativa de impresoras Hellbot. Fuente: Academia Hellbot - (elaboración propia).

Para este proyecto, elegimos Hellbot Magna 2

Según el tipo y modelo de impresora, podremos lograr diversos modos de impresión: 

Fig. 6: Modos de impresión. Fuente: Academia Hellbot - (elaboración propia).

Material aplicado

En este curso, y para no dispersar demasiado la atención, nos concentramos en los materiales que tienen mayor uso en este método de impresión. Hablaremos de las principales características, ventajas, desventajas, y diferencias entre el PLA, el ABS, PETG y TPU o material flexible. A continuación, te comparto las descripciones de cada uno de estos materiales, y una tabla comparativa que resume sus características.

Diferencias entre materiales

PLA (Ácido Poliláctico)

Fig. 7: Objetos impresos con Material PLA. Fuente: Hellbot - (elaboración propia).

Es un filamento plástico biodegradable de origen natural. Es un derivado de materias primas naturales y renovables, como el maíz. Se trata de un material muy versátil y ecológico por el origen de sus componentes, y no emite vapores tóxicos. Se utiliza para fabricar objetos que no tengan mucho desgaste ni se quiebren ante esfuerzos: macetas, juguetes, cajas y prototipos. Es el material más utilizado en esta tecnología.

  • Ventajas: facilidad para imprimir. Se adapta muy bien a impresoras, y es posible utilizar una gran variedad de colores disponibles.
  • Desventajas: su textura final no es suave como otros filamentos (como, por ejemplo, el ABS). No es muy resistente a impactos, al calor, ni a la humedad.

ABS (Acrilonitrilo Butadieno estireno)

Fig. 8: Objetos impresos con Material ABS. Fuente: pixabay.com

Es el material para impresión 3D más usado después del PLA, y es considerado uno de los primeros materiales en utilizarse para impresión. Es más difícil de extruir que el PLA pero, a diferencia de este, el ABS es muy resistente y duradero. Se utiliza para todo tipo de objetos plásticos, como percheros y repuestos de soporte.

  • Ventajas: resistencia y durabilidad. Mayor calidad superficial y terminación.
  • Desventajas: es complicado de extruir en impresión 3D. Necesita condiciones de temperatura muy estables como las que se dan en las impresoras industriales. Si arde, emite humos tóxicos, y no es ecológico como el PLA.

PETG (Poliéster de glicol)

Fig. 9: Material PETG. Fuente: 3dnatives.com.

El plástico PETG, o poliéster de glicol, es un termoplástico que combina la simplicidad del PLA con la resistencia del ABS. Es uno de los polímeros más utilizados en el mercado.

  • Ventajas: es un material fácil de extruir, y que tiene buena estabilidad térmica. Es particularmente apreciado por su compatibilidad con el contacto con alimentos.
  • Desventajas: tiende a deformarse. Puede absorber humedad, se mantiene mejor en un ambiente fresco y seco.

TPU (Poliuretano termoplástico)

Fig. 10: Material flexible / TPU. Fuente: www.3dnatives.com

Es un material flexible, que se caracteriza por su alta flexibilidad y durabilidad en la transformación. Es decir, se puede ejercer presión sobre él y recuperará su estado habitual. Además, puede soportar impactos y es resistente a bajas temperaturas. Este material otorga muchas posibilidades a distintas industrias, como la indumentaria.

  • Ventajas: este material posee gran resistencia al impacto, al desgaste, a la abrasión, y a los cortes.
  • Desventajas: el TPU no soporta altas temperaturas y no es recomendable para aplicar en diseños con paredes finas, o que simulen materiales de alta elongación.

Como resumen comparativo, presentamos la siguiente tabla, que permite discriminar ciertos materiales de acuerdo a las principales características a considerar:

Fig. 11: "Tabla comparativa de materiales". Fuente: Academia Hellbot - (elaboración propia).

Para este proyecto, elegimos PLA

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