Contenido
- 1 Estereolitografía: explicado
- 2 Impresoras 3D SLA ascendentes frente a descendentes
- 2.1 Ventajas de abajo hacia arriba
- 2.2 Desventajas de abajo hacia arriba
- 2.3 Ventajas de arriba hacia abajo
- 2.4 Desventajas de arriba hacia abajo
- 2.5 Impresión 3D de estereolitografía
- 2.6 Estereolitografía Posimpresión, Deformación, Curado
- 2.7 Materiales / resinas de estereolitografía
- 2.8 Calidad de impresión
- 2.9 Aplicaciones
- 3 Ventajas y desventajas de la estereolitografía
La estereolitografía, o SLA, fue el primer proceso de impresión 3D inventado, la primera patente fue presentada en 1984 por Charles Hull y concedida en 1986. Desde entonces, SLA se ha convertido en una tecnología dominante, y las impresoras 3D SLA se apoderan de mercados como los audífonos. y ortodoncia dental.
La estereolitografía es el más conocido de los procesos de fotopolimerización en cubas y ha generado tecnologías de impresión 3D similares, como DLP ( procesamiento de luz digital ). pero como funciona? ¿Y cómo cambiará en los próximos años?
Vea nuestras guías sobre las otras tecnologías de impresión 3D aquí .
Esta guía también forma parte de nuestro libro electrónico GRATUITO sobre tecnologías de impresión 3D. Puedes descargarlo aquí.
Tabla de contenido
Estereolitografía: explicado
Tiempo de lectura: Aproximadamente 5 minutos .
La impresión 3D de estereolitografía utiliza la fotopolimerización para producir modelos 3D utilizando una resina ultravioleta (UV). La resina se cura en una tina, por lo que SLA y DLP se conocen como polimerización en tina , a través de una fuente de luz.
Se utiliza un láser para solidificar capas de resina en un proceso capa por capa similar al FDM. Estas resinas líquidas son el material de impresión de las impresoras 3D SLA y el equivalente de los filamentos de impresora 3D en el modelado de deposición fundida . El láser usa espejos (a veces conocidos como galvanómetros) para controlar y apuntar el láser para curar la resina.
La estereolitografía y el procesamiento de luz digital caen bajo el paraguas de la polimerización en tina y son muy similares. Explicaremos las diferencias brevemente aquí, aunque aquí tenemos una comparación más detallada entre SLA y DLP .
- DLP también es muy similar a la impresión LCD 3D, y tenemos una clasificación de las mejores impresoras LCD 3D .
Configuración de una impresora 3D SLA
La estereolitografía, como todas las tecnologías de impresión 3D, requiere un archivo de modelo de impresora 3D de un 3D Slicer antes de imprimir. Estos archivos STL no deben confundirse con SLA, son los archivos 3D que se han cortado para que la impresora 3D sepa qué capas imprimir.
- Tenemos una lista de las mejores cortadoras 3D para impresión 3D de resina .
Las impresoras 3D de resina están equipadas con: una bandeja de resina para contener la resina UV; una plataforma móvil que funciona como eje Z que se baja al tanque; un sistema de raspado que funciona como eje X; un láser UV; óptica de enfoque; y espejos llamados galvanómetros en los ejes X e Y para apuntar el rayo láser.
| Nombre | Volumen de construcción (mm) | Precio | Mejor precio disponible en: | Opción de compra alternativa |
|---|---|---|---|---|
| Fotón Anycubic Zero | 97 x 54 x 150 | alrededor de € 200 | Gearbest aquí | 3DPrintersOnlineStore |
| Elegoo Mars | 115 x 65 x 150 | € 259 | Gearbest aquí | Amazon aquí |
| Fotón Anycubic S | 115 x 65 x 165 | € 400 + | Amazon aquí | 3DPrintersOnlineStore aquí |
| Naranja más larga 30 | 120 x 65 x 170 | € 280-320 | Amazon aquí | Gearbest aquí |
| Qidi Tech Shadow 5.5 S | 115 x 65 x 150 | € 260-300 | Amazon aquí | Gearbest aquí |
Aquí hay un video sobre el proceso de impresión 3D SLA realizado por estudiantes de la Universidad de Loughborough, España:
Impresoras 3D SLA ascendentes frente a descendentes
Hay dos tipos de impresoras 3D de estereolitografía, de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo. La mayoría de las impresoras 3D SLA usan un método de arriba hacia abajo, aunque Formlabs usa de abajo hacia arriba. Cada forma tiene sus ventajas y desventajas que hemos resumido a continuación:
Ventajas de abajo hacia arriba
- Requiere menos resina ya que la pieza se extrae de la tina. También significa que la máquina puede ser más pequeña.
- Más fácil de controlar el grosor de cada capa.
Desventajas de abajo hacia arriba
- Requiere que la tina de resina se reemplace con más frecuencia para evitar perder calidad de impresión.
- Mayor probabilidad de que la impresión falle debido al peso de la pieza.
- Las impresiones SLA 3D deben imprimirse en ángulo.
Ventajas de arriba hacia abajo
- Impresión 3D más rápida, ya que no es necesario separarse de la placa de impresión después de imprimir cada capa.
- Se produce menos fuerza en la pieza 3D, por lo que hay menos posibilidades de fallas de impresión.
- Se necesitan menos soportes ya que la pieza no necesita imprimirse en ángulo.
- Generalmente más confiable.
Desventajas de arriba hacia abajo
- Requiere una máquina más grande y requiere más resina.
- Cambiar la resina es difícil y reemplazar los tanques de resina es caro.
- El espesor de la resina entre la superficie y la parte superior del modelo 3D debe controlarse cuidadosamente.
En general, depende de usted decidir qué método funciona mejor con sus objetivos con la impresión 3D. Este video a continuación explica el debate en términos de microimpresión 3D, que quizás proporcione más información.
Impresión 3D de estereolitografía
Los tamaños de las capas y el tamaño de los puntos en la estereolitografía determinan la precisión de la impresora. Las impresoras SLA suelen tener alturas de capa de alrededor de 50 micrones, aunque esto suele variar entre 25 y 100 micrones. Los tamaños de las manchas suelen rondar los 140 micrones.
- Precisión de la impresora de resina de escritorio: generalmente hasta alrededor de 100 micrones.
- Precisión de la impresora 3D de resina industrial : a menudo capaz de 10-25 micrones.
En la impresión SLA 3D, el láser UV golpea la plataforma, lo que endurece la resina líquida y forma la primera capa del objeto que se imprime en 3D. El láser endurece la resina basándose en el archivo STL enviado a la impresora 3D .
Cuando una capa se ha solidificado por completo, la plataforma desciende para que pueda comenzar la siguiente. La siguiente capa se solidifica y continúa hasta que todo el objeto se imprime en 3D y el modelo se sumerge en el tanque. Después de esto, la plataforma se eleva, sacando el objeto impreso en 3D del tanque. Esto se invierte en función de si utiliza una impresora 3D de resina de abajo hacia arriba o de arriba hacia abajo.
| Nombre | Volumen de construcción (mm) | Precio | Mejor precio disponible en: |
|---|---|---|---|
| Formlabs Form 3 | 145 x 145 x 185 | € 3,499 | Tienda Dynamism aquí |
| Zortrax Inkspire | 74 x 132 x 175 | € 2,650 | Amazon aquí |
| Fenómeno de la población | 276 x 155 x 400 | € 1,999 | |
| Cazador de Flashforge | 120 x 68 x 150 | € 3,499 | 3DPrintersOnlineStore aquí |
Estereolitografía Posimpresión, Deformación, Curado
La estereolitografía, a diferencia de la sinterización selectiva por láser o la inyección de aglutinante , utiliza soportes. Estos soportes requieren un disolvente para eliminar el exceso de resina, como el isopropanol. A diferencia de FDM, estos soportes siempre están hechos del mismo material que el objeto que se imprime en 3D. (Esto se debe a que las impresoras SLA no pueden ser impresoras de doble extrusora , como con FDM).
A diferencia de la sinterización selectiva por láser o FDM, la impresión 3D de estereolitografía requiere un postratamiento para fortalecer el modelo. Esto implica que la pieza se cure bajo una luz ultravioleta después de ser impresa en 3D, lo que fortalece aún más el modelo y permite que el material logre sus propiedades óptimas.
Al igual que con FDM, las piezas pueden deformarse debido a la contracción durante el enfriamiento de la pieza. Como las capas de la pieza se imprimieron en diferentes momentos y, por lo tanto, a diferentes temperaturas, esto puede provocar deformaciones y ligeras distorsiones en la forma. Las resinas más flexibles pueden tener más riesgo de deformarse.
Este video a continuación explica las diferencias entre el procesamiento posterior en FDM y SLA.
Materiales / resinas de estereolitografía
Las impresoras 3D de estereolitografía utilizan resinas, en lugar de los filamentos de plástico utilizados en FDM. Estas resinas son más caras para imprimir en 3D que los filamentos y comienzan en alrededor de € 35 por litro.
- Las resinas más baratas las ofrecen empresas como ELEGOO, a partir de los 35 euros. La resina gris se puede comprar aquí .
- Las resinas especializadas, como las resinas flexibles, cuestan considerablemente más. Un ejemplo es la resina flexible de Siraya aquí .
Para resinas moldeables de alto detalle, puede tener un desembolso de hasta € 400 por litro. Además, es importante recordar que las resinas no duran para siempre, con el tiempo se estropean . Su vida útil suele ser de alrededor de un año.
Calidad de impresión
Las piezas impresas con SLA tienen un acabado superficial superior que los modelos impresos con impresoras 3D SLS o impresoras 3D FDM para el mismo grosor de capa. La calidad de impresión puede ser tan alta que las capas individuales apenas son visibles.
Sin embargo, hay pocos colores disponibles para las impresoras 3D de resina, aunque Formlabs lanzó recientemente una variedad de colores nuevos para sus impresoras 3D SLA. La compensación por esta muy alta calidad son pocos materiales o colores disponibles.
Aplicaciones
La estereolitografía se utiliza a menudo para la creación rápida de prototipos debido a su gran velocidad, precisión y resistencia de la pieza. Las piezas se pueden fabricar de forma rápida y económica. Además, la estereolitografía permite crear formas complejas que las técnicas de fabricación tradicionales simplemente no pueden hacer. Esto hace que la impresión 3D sea una fantástica opción de nicho para modelos de formas extrañas.
Además, la impresión SLA 3D puede imprimir en 3D inmediatamente objetos funcionales. Esto significa que no es necesario dedicar más tiempo a cambiar el modelo, ya que funciona directamente en la impresión.
Además de la creación rápida de prototipos, la estereolitografía tiene la mayoría de aplicaciones en industrias como la odontología y la joyería. Esto se debe a que SLA se puede utilizar para crear rápidamente moldes de inyección que luego se utilizan para crear piezas de joyería como collares o anillos. Esto a veces es a través de Lost Wax Casting , que indirectamente usa SLA para crear joyas impresas en 3D .
Además, se pueden crear piezas dentales como coronas a través de SLA debido a su alta calidad.
Sin embargo, el mayor logro de la impresión 3D en una industria son los audífonos. Desde su introducción, se han fabricado más de 10 millones de audífonos utilizando estereolitografía, y más del 97% de los audífonos ahora se imprimen en 3D. Esto se debe a que los audífonos precisos basados en los oídos de cada paciente pueden crearse internamente, de forma rápida y económica. Esto ha revolucionado la industria, mostrando cuán poderosa puede ser la impresión 3D.
La estereolitografía tiene aplicaciones en muchas industrias y también generó una serie de otras técnicas de impresión 3D:
DLP (procesamiento de luz digital)
DLP es similar a SLA, pero utiliza un proyector de video en lugar del láser utilizado en la estereolitografía. Esto permite que DLP escanee objetos completos a un ritmo más rápido que SLA, ya que puede hacer toda la capa a la vez, a diferencia de SLA. Sin embargo, DLP no puede imprimir en 3D con el mismo nivel de alta resolución y está más limitado en la cantidad de piezas que se pueden imprimir simultáneamente. SLA puede imprimir muchos objetos dentro del volumen de compilación al mismo tiempo sin problemas.
- Para obtener más información, hemos escrito nuestra guía completa sobre procesamiento de luz digital que puede ver aquí .
- Además, compare todas las diferencias entre DLP y SLA en nuestro artículo de comparación aquí .
CLIP (producción de interfaz líquida continua)
Hecho famoso por Carbon 3D, su tecnología CLIP hace que la impresión de objetos sea mucho más rápida. Más famosos por su charla TED, «¿Y si la impresión 3D fuera 100 veces más rápida?» Carbon demostró la velocidad de su tecnología CLIP al imprimir un objeto completo en los 10 minutos durante la charla. Esta es una forma mejorada de estereolitografía de la que escucharemos más en el futuro.
Puede ver la charla TED de Carbon 3D aquí: (¡pero no olvide leer el resto de este artículo donde discutimos las ventajas y desventajas de la estereolitografía )!
Ventajas y desventajas de la estereolitografía
Ventajas de la estereolitografía
- Acabado superficial liso de los modelos, especialmente si esta zona tenía apoyos.
- Alta precisión con capas apenas visibles. Además, las impresiones SLA tienen una buena precisión dimensional y, por lo tanto, son ideales para piezas donde se necesitan figuras complejas (como las industrias dentales , audífonos y joyería).
- Algo escalable. Muchas impresoras LCD 3D ahora pueden imprimir muchos (a menudo de 8 a 10) del mismo modelo al mismo tiempo y, debido a la tecnología, imprimen varias piezas a la misma velocidad a la que se habría impreso un solo modelo. Esto hace que la estereolitografía sea una opción para la producción media en lugar del moldeo por inyección.
Desventajas / limitaciones de la estereolitografía
- La impresión SLA 3D lleva más tiempo que la DLP. Esto se debe a que DLP puede rastrear la sección transversal de un modelo en un solo cuadro, mientras que las impresoras 3D SLA no pueden.
- Poca versatilidad en los parámetros de impresión. Al imprimir con estereolitografía, solo puede cambiar la altura de las capas, el material de resina y la ubicación de los soportes.
- Los materiales poliméricos crean modelos que pueden ser frágiles y no tan fuertes como otras tecnologías de impresión 3D.
- Las piezas creadas mediante estereolitografía tienen una vida útil limitada y eventualmente comenzarán a perder sus propiedades mecánicas. Además, comenzarán a degradarse con la luz solar. Estas piezas requieren nuevos revestimientos para prolongar su vida útil.
