Tipos de impresoras 3D, comparativa y cómo distinguirlas

Las impresoras 3D son como los coches.

Todos hacen lo mismo: llevar a gente de un lugar a otro rápidamente (los coches no las impresoras 3D).

Pero cada uno lo hace con una tecnología distinta y cada marca tiene sus cosillas.

Pueden usar un motor Wankel (los que menos).

Pueden moverse por el ciclo de Atkinson o por el ciclo Otto.

Pero todos hacen lo mismo, trasladar a gente.

Pues las impresoras 3D son iguales.

Todas sirven para hacer piezas o modelos en 3D.

Pero algunas tienen una tecnología que usa resinas y otras plástico fundido.

Y cada marca es de su padre y de su madre, claro.

Por ello he creado esta pequeña lista para que te quede claro cómo funciona cada una y qué tipos existen.

Y si en un futuro tienes que comprar una para tu empresa o para tu instituto.

Sepas por dónde van los tiros.

Dicho esto, coooooooomenzamos.

Antes de empezar con esta aventura te voy a dejar un pequeño esquema con las tecnologías de impresión 3D y donde se engloban cada uno de los tipos de impresoras.

Si te fijas yo te voy a hablar de las subcategorías como si fueran los tipos de impresoras 3D, pero que sepas que estas se engloban a su vez en 6 categorías principales, echa un ojo.

esquema-tipos-de-impresoras-3D

Si miras bien a la imagen habrás observado que hay una que he añadido con una flecha aparte (↑_).

Es una tecnología denominada L.O.M. (Laminated Object Manufacturing).

El tema está en que técnicamente no funciona como una impresora 3D convencional (crea las capas de una sola vez, no por hilos) y puede que algunos no la consideren como tal, por eso la he dejado aparte.

Dicho esto, prepárate para explorar todas las tecnologías 3D actuales y mira a ver si las conocías.

 

1- Modelado por deposición fundida (FDM).

Sus siglas vienen de ‘Fused Deposition Modeling’ o ‘Moldeado por Deposición fundida’ para los hispanohablantes.

Este tipo de impresora 3D fue creada en los años 80 por Scott Crump, el cofundador de Stratasys.

Consiste en depositar polímero fundido (generalmente filamento PLA o filamento ABS) sobre una base plana, capa a capa.

El plástico está almacenado en una bobina de filamento como un hilo enrollado.

Dicho hilo se empuja a través de un extrusor que lo lleva hasta una pieza denominada ‘hotend’ que lo que hace es derretirlo y expulsarlo por una boquilla que lo transforma en un minúsculo hilo maneable que se deposita sobre la pieza formando cada capa y que se va solidificando a medida que pasa el tiempo.

Es la técnica más extendida, aunque no la más precisa, pero triunfa por ser la más asequible de todas con diferencia.

Esta tecnología ha conseguido que la impresión 3D esté al alcance de todos pudiendo tener una impresora en casa por muy poco dinero (comparado con las otras claro, más de 100 euros no te los quita nadie).

Ahora te voy a enseñar los tipos que hay de estas impresoras por si alguna te gusta más que otra.

Todas funcionan igual de bien, aunque la que más se compra con diferencia es la Cartesiana.

 

Delta

Este tipo de impresora tiene un cabezal el cual se mueve a través de tres brazos separados 120º entre sí.

La base no se mueve, solo los brazos de arriba a abajo, pudiendo llegar a todos los puntos sin ningún problema.

A mi esta impresora me gusta mucho para hacer sobre todo piezas muy altas comparadas con su anchura (un cohete, un vaso de tubo para tus cubatas, o incluso una figura de Lobezno).

Trabaja con coordenadas cartesianas, pero como es una impresora un poco peculiar la he decidido meter aparte.

Si te quieres coger una, yo te recomendaría ésta, de la marca Anycubic, la he visto funcionar hasta a 120[mm/s] y es una verdadera burrada (si la tienes bien calibrada claro, pero no es difícil).

Como una imagen vale más que mil palabras y un vídeo vale más que mil imágenes, ahí te dejo un video de cómo sería una impresora 3D de tipo delta.

 

Cartesiana

Reciben este nombre por el sistema de coordenadas dimensionales que usan para moverse en tres dimensiones.

¿Recuerdas en el colegio cuando hablaban de ejes cartesianos?, pues es lo mismo.

La cama de impresión de esta máquina se suele mover generalmente en el eje Y y el cabezal en el eje X y Z, aunque a vece solo se mueve en el Z.

Es sin duda la más extendida y de los modelos que más se fabrican (y que ahora están en auge) es la Prusa i3, desarrollada por Josef Prusa, y aunque existen muchísimas variantes de esta todas se basan en lo mismo.

Si quieres coger una de estas y tienes pasta te puedes coger una Ultimaker, y si vas a presupuestos muy bajos, los modelos Anet están más o menos bien (con mejoras claro), como la Anet A8 o la Anet E10.

No obstante si quieres tener una opinión fundamentada, te invito a que revises este post.

 

Polar

Esto parece un recordatorio de las clases de mates de la eso, que recuerdos.

Seguro que te suena lo de ‘coordenadas cartesianas’ y ‘coordenadas polares’.

Las cartesianas se basan en definir un punto en el espacio a través de los ejes X, Y y Z.

Las polares definen dicho punto a través de un ángulo, un radio y en altura el eje Z (u otro ángulo y otro radio).

Su ventaja es que funcionan solo con dos motores (más el del extrusor, o sea 3) y otra ventaja también tiene un mayor volumen de construcción en un espacio más pequeño.

Sinceramente todavía no he visto nadie que tenga ninguna de este tipo y no son muy utilizadas por lo que yo las descartaría como opción a compra.

 

Brazo robótico

Un brazo robótico suele usarse para el montaje de piezas, no para extruir filamentos 3D.

Ahora mismo solo el negocio de la construcción lo utiliza y está en pruebas de desarrollo.

Su principal ventaja (y razón por la que se utiliza en construcción) es que no necesita cama de impresión fija, y tiene una mayor movilidad (sería como una CNC de 5 ejes).

Por otro lado, debido a su inestabilidad estructural (es como un voladizo en movimiento, nada rígido) y su poca versatilidad en cuanto a materiales deja mucho que desear todavía.

Pero te puedes animar a desarrollar uno, seguro que lo petas.

 

Core XY

Este tipo de impresora 3D, al igual que la delta, es cartesiana, pero debido a su sistema mecánico tan diferente a los demás merece la pena ser incluida aparte como impresora 3D del tipo FDM.

Su principal ventaja es su mecanismo, ya que transmite el movimiento reduce la inercia del conjunto lo que nos evitará problemas a futuros.

Aquí os dejo una pequeña descripción con imágenes de su web oficial, donde se explica más a fondo en que consiste esta tecnología (y con dibujitos).

 

2- Estereolitografía (SLA)

Sus siglas son una abreviación de ‘StereoLithogrAphy’ o estereolitografía para los amigos.

Esta tecnología de impresión 3D es la más antigua de todas, nació en 1983 de la mano de Chuck Hull, cofundador de la empresa 3D Systems, uno de los grandes referentes del mercado de las impresoras 3D.

Este tipo de tecnología funciona con dos elementos: un rayo láser ultravioleta (UV) y una resina líquida fotosensible.

Cuando el haz de luz ultravioleta impacta contra la resina, la solidifica, por lo tanto, si vamos moviendo dicho haz por la resina podemos hacer que se endurezcan las capas e ir formando la pieza.

Aquí es la base (la de la impresora 3d) la que se va moviendo poco a poco hacia arriba mientras que el tanque de resina permanece inmóvil. En esta disposición es el haz de luz el que se mueve también, y así poco a poco capa por capa se va fabricando la pieza.

Como te habrás imaginado el haz de luz se mueve a través de un sistema de espejos y la reflexión.

Después cuando se ha terminado de imprimir en 3D el objeto debe enjuagarse con un disolvente especial y hay veces que también se debe hornear en un horno UV para finalizar el proceso de ‘Curado’ de la pieza 3D.

Aunque no te lo creas, hay versiones que te puedes comprar en Amazon de este tipo de tecnología 3D, aunque se van un poco de madre.

Crea objetos con superficies extremadamente lisas y con mucho detalle, por eso se usa en joyería y odontología cosmética para la creación de moldes.

Por ejemplo, si un perro de carreras necesita un diente, se haría con este tipo de tecnología (y sé de veterinarios que se compraron una y que ahora viven de hacer moldes a animales).

A pesar de ser piezas de alta calidad, su principal hándicap es que todas las piezas necesitan un soporte que las pegue a la cama a medida va subiendo la base (para que no se caigan) y estos soportes gastan material que después hay que desechar.

Algunos ejemplos de este tipo de tecnología son: Project 1500, 1200 o 3510 de 3D Systems

Finalmente destacar que Richard Horne, uno de las mayores figuras de la impresión 3D, tiene un grupo de google plus para montarse una de estas impresoras tú mismo, y tiene una pinta estupenda.

 

3- Procesamiento digital de luz (DLP)

Son las siglas de ‘Digital Light Processing’ o ‘Procesamiento Digital de Luz’ para los castellanoparlantes.

Fue inventada en 1987 por Larry Hornbeck de Texas Instrument y se volvió muy popular en la fabricación de proyectores (por su sistema de reflexión de la luz a través de micro espejos).

Se basa en una tecnología parecida a la estereolitografía (SLA), ambas utilizan materiales fotopolímeros líquidos y resinas que se solidifican al aplicarle luz mediante un haz, que en este caso es generado a través de un proyector especial.

Dicho proyector utiliza una red de micro espejos controlados a través de un ordenador dispuestos en un molde sobre un chip de tipo semiconductor (esto te ha sonado a chino, lo sé).

Estos micro espejos se inclinan hacia adelante y hacia atrás, generando la reflexión de la luz la cual tiene la capacidad de endurecer rápidamente la resina (mejor, ¿no?).

Es un sistema muy robusto, muy preciso y sobre todo muy rápido.

Actualmente hay mucha gente desarrollando impresoras 3D basándose en esta tecnología, utilizando incluso sus propios teléfonos móviles para crear los microespejos.

Te dejo un pequeño video donde te lo explican más a fondo.

Después de verlo te aconsejo que te unas a su canal, soy fan de este hombre.

 

4- Sinterización Selectiva por láser (SLS)

Abreviatura de ‘Selective Laser Sintering’ o ‘Sinterización Selectiva por Laser’ para los amigos.

Este tipo de impresora 3D nació en los años 80 en la universidad de Texas (otro punto más a los de E.E.U.U).

La tecnología de fabricación es similar a la SLA, un haz que va incidiendo en un material, lo solidifica, y así poco a poco va construyendo sus capas.

Pero hay tres diferencias fundamentales:

  • Las impresoras 3D de tipo SLS usan un haz de láser y no un haz de luz ultravioleta.
  • El material ya no es resina, es material en estado micronizado o en polvo.
  • No necesita soportes.

En vez de hacer incidir una luz que solidifica una resina, el láser sinteriza selectivamente microgranos de un material (nailon, vidrio, cerámica, aluminio, plata, acero, textiles, madera…) los cuales funde y solidifica, después se pone otra capa de polvo y cuando se haya terminado se deja enfriar y ¡chan! ya tenemos el bizcocho hecho.

Cómo en el caso anterior, las piezas 3D que hace son muy precisas y sus acabados son muy finos, por lo que se suele utilizar en la industria para hacer prototipos de piezas de máquina (recuerda que también se pueden fundir polvos de metal).

Su hándicap es que como requiere de láseres de alta potencia, su fabricación es cara, por lo que no merece la pena comprarse una.

Si quieres una pieza de estas yo utilizaría los servicios externos de empresas como i.Materialise, Shapeways o Scupteo.

Su grandísima ventaja como ya te imaginarás es que nada se desperdicia ya que no necesita soportes por un lado (la propia pieza queda contenida en el cajón de polvos) y todos los polvos son reutilizables una y otra vez.

Un ejemplo de este tipo de impresoras es la empresa ‘EOS’.

 

5- Tinta de gota variable (DOD)

Son las siglas de ‘Drop On Demand’ o ‘Tinta de Gota Variable’, para los de aquí y los de Sudamérica (un saludo a todos).

Se basa en una técnica de generación de piezas usada por los joyeros desde hace siglos, el moldeo por cera perdida.

Es un tipo de tecnología de impresión 3D que utiliza un par de chorros de tinta.

Uno deposita los materiales de construcción, que el cual es un material parecido a la cera y el segundo se usa para material de soporte soluble.

Al igual que con los tipos típicos de tecnología de impresión 3D, las impresoras DOD siguen un camino predeterminado para el chorro de material en una deposición puntual, creando el área de la sección transversal de un objeto capa por capa.

(Vaya, que a gusto se queda uno soltando semejante párrafo).

Las impresoras DOD también usan una especie de pala que alisa cada capa cuando coloca una nueva, asegurando una superficie perfectamente plana antes de comenzar la siguiente capa.

Poco más que decir de esta tecnología, que yo sepa no se utiliza mucho salvo aplicada en joyería.

 

6- Inyección de aglutinante (BJ)

Son las siglas de ‘Binder Jetting’ o ‘Inyección de Aglutinante’ para los cristianos.

Estos tipos de impresoras 3D se inventaron en el MIT (como la mitad de las cosas molonas de este mundo).

Este es un proceso que se parece al SLS, pero en vez de sinterizar polvo de material, un agente líquido (el adhesivo) es esparcido selectiva mente sobre el polvo uniendo regiones del mismo.

Estas gotas pueden tener un diámetro en torno a las 80 micras.

El resto es cómo te lo imaginas, la impresora 3D vuelve a depositar un lecho de polvo encima de la capa anterior y volvemos a repetir el proceso.

Finalmente, cuando termina, se deja curar y se retira el polvo sobrante con aire comprimido.

Sus principales materiales son cerámica, metal, arena o plástico.

Se puede imprimir a color agregando pigmentas al aglutinante (cian, magenta, amarillo, negro o blanco).

Lo malo de este tipo de impresión es que no se obtienen piezas ni con un acabado estupendo ni con mucha resistencia, por lo que no se usa demasiado.

Unos ejemplos de este tipo de impresión son el X60 de 3D Systems o el Zprint 450

 

7- Sinterización directa por láser de metal (DMLS)

Son las siglas de ‘Direct Metal Laser Sintering’ o ‘Sinterización directa por láser de metal’ para tu mascota y la del vecino.

Es una fusión de metal directa que crea con precisión geometrías complejas que no sería posible hacer con otros métodos de fabricación convencionales, de ahí su uso en la industria aeroespacial y la optimización topológica.

También se utilizan para procesos con componentes complejos de gas y aceite o accesorios médicos de mucha precisión.

Estos objetos 3D también se crean capa por capa a través de una fusión por láser, el tema está en que las capas están en torno a los 20[micras].

Como en las demás el material en polvo se distribuye por la plataforma de impresión y el programa de ordenador de la impresora 3D va fundiendo selectivamente el polvo de metal, creando una forma sólida capa a capa.

Sus principales ventajas como ya te imaginas es su excelente resolución y precisión, y por otro lado se puede detener y reiniciar de forma muy fácil (por si hubiera fallos) por lo que es muy versátil.

Un punto que no he comentado es que se suele utilizar también en objetos expuestos a altas temperaturas, por lo que sirve para utillajes en altos hornos (utillaje son piezas de máquinas, sin más).

 

8- Fusión selectiva por láser (SLM)

Abreviatura de ‘Selective Laser Melting’ o fusión selectiva por láser para ti y para mí.

Esta tecnología se descubrió en una investigación en Alemania, llevada a cabo por el un grupo del Fraunhofer Institute ILT en 1995.

Es un acrónimo de ‘Selective Laser Melting’ o ‘Fusión Selectiva por Laser’ para los muy amigos.

Hay gente que lo considera una subcategoría del SLS, ya que, a través de un polvo de material, un láser va solidificándolo hasta formar el modelo 3D.

Pero la diferencia es que este proceso llega a fundir el metal.

Vale, se lo que estás pensando «¿Y entonces el SLS que hacía?, ¿Pegar las motas de metal con superglue? Ahora sí que me he perdido.»

Y tienes toda la razón del mundo.

Aquí la diferencia reside en la diferencia entre ‘Sinterizado’ y ‘Fusión o Derretir el material’.

El sinterizado lo que hace es aplicar el suficiente calor como para unir las piezas del polvo de aleación a nivel molecular, pero no las llega a fundir.

Por eso en estos procesos de sinterizado se puede llegar a controlar la porosidad de la pieza.

Cuando un material se funde, se derrite, lo que hace es pasar de un estado a otro, reorganizando su estructura molecular y haciéndose sólido, compacto.

Esta tecnología se puede utilizar para el acero inoxidable, el cobalto, el cromo o el aluminio.

Para resumir, digamos que se utilizaría para compuestos puros mientras que el SLS se utilizaría para polvos de aleación.

Finalmente comentar que se suele utilizar en la industria aeroespacial para crear geometrías complejas que con un simple mecanizado no podríamos llevar a cabo como:

  • Geometrías de paredes delgadas.
  • Canales ocultos
  • Espacios con huecos.

 

9- Fusión por haz de electrones (EBM)

Son las siglas de ‘Electronic Beam Melting’ o ‘Fusión por Haz de Electrones’ para los españoles.

Es otra forma de impresión 3D para metales y fue creado por la empresa Arcam AB Inc. a principios de este siglo.

Es similar al SLM, no usa el sinterizado sino la fusión del material.

Su principal diferencia es que utiliza un haz de electrones controlado por ordenador en vez de un haz laser.

Se lleva a cabo con una alta presión al vacío y usando altas temperaturas que pueden alcanzar los 1000ºC para fundir el polvo metálico.

Los materiales que suelen usar son: titanio puro, Inconel718 e Inconel625 para fabricar piezas aeroespaciales e implantes de tipo cosméticos, pero al ser una tecnología lenta y cara sus posibilidades están muy limitadas.

 

*10- Fabricación mediante laminado de objetos (LOM)

Son las siglas de ‘Laminated Objetct Manufacturing’ o ‘Fabricación mediante Laminado de Objetos’ para los franceses que saben español.

Fue desarrollado por la compañía californiana Helisys Inc.

En este proceso, láminas de papel recubiertas de adhesivo, plástico o metal se funden mediante altas temperaturas y presiones y seguidamente se cortan con una cuchilla (o un láser) controlado por ordenador, después se lleva a cabo el proceso de mecanizado (fresado, perforación etc….)

La fabricación de la pieza es como en todas, a través de laminación.

La capa de papel adhesivo o el material que se utilice se coloca en la capa a llevar a cabo, tras lo cual un rodillo caliente pasa por encima derritiendo los adhesivos o el propio material creando una unión compacta entre esa capa y la de abajo.

Si te fijas, es un proceso similar a la fabricación de las fibras de carbono.

Generalmente después de terminar el objeto se le da un acabado de pintura o laca para proteger el objeto de la humedad o de algún oso rabioso que haya por tu ciudad (nunca se sabe, más vale prevenir que curar).

No es uno de los métodos más famosos, pero si uno de los más rápidos y baratos por el bajo coste de su materia prima, lo suelen utilizar artistas, arquitectos o desarrolladores de producto.

Actualmente una de las pocas empresas que fabrican este tipo de impresoras es la compañía irlandesa Irish company Mcor Technologies Ltd.

Como ves no se parece a las otras

 

Vistos los tipos de impresoras 3D ¿Cuál cogemos?

Bien, te he preparado una tabla comparativa de las 10 impresoras 3D de las que hemos hablando.

Esto es para poder ver qué hace cada una y tengas una visión general de todo a la hora de comprarla.

(O por si la quieres pegar en un trabajo de los que te han mandado para casa) ;P

No importa para que la uses, solo que te sirva.

Ahí la tienes.

tabla-comparativa-tipos-de-impresoras-3D

Como ves la he dividido en varios puntos según los tipos de impresora:

  • Denominación del tipo de impresora 3D
  • ¿Qué tipo de tecnología usa cada impresora 3D?
  • ¿Los modelos 3D necesitan soportes?
  • ¿Imprime en metal en 3D?
  • ¿Precio con respecto a otras tecnologías 3D?
  • ¿Tiempo de impresión con respecto a otras?
  • ¿Cuál es el grado de calidad de las piezas 3D con respecto a otras?
  • ¿Cuál es el tamaño de este tipo de impresoras 3D con respecto a otras?
  • ¿Ejemplos de impresoras 3D de este tipo?

Y con esto ya hemos acabado.

Este es un post un poco más teórico del que te tengo acostumbrado, ya se que los de imprimir filamento flexible, o cómo funciona el programa Cura Ultimaker son más entretenidos.

Pero oye, ¿eras tú el que querías saber qué tipo de impresoras existían no? 🙂

Pues nada, espero haberte quitado la duda.

Un abrazo y nos vemos en los comentarios.

Xaooo.

2 comentarios en “Tipos de impresoras 3D, comparativa y cómo distinguirlas”

  1. Hola Jorge,

    Gracias por el post, muy didactico para mi que estoy en las 60tas y que es mi primer dia leyendo tu Blog… y que soy neofito en lo de 3D, pero me inquieta mucho esta tecnologia…

    Una pregunta: con cual impresora se puede imprimir con SILICONA?

    Gracias por tu blog…

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