Hay alrededor de 10 tecnologías principales de creación rápida de prototipos, dependiendo de cómo las resumas. ¿Cuál debería elegir para el dispositivo médico que diseña? O quizás haya desarrollado algo para automóviles, aviones o algún electrodoméstico. Cada industria y cada producto tiene sus propios requisitos para los prototipos. Y tú también tienes tus propios pensamientos sobre esto, ¿no? ¿Es sólo para lucir bien y mostrárselo a los inversores? O quieres ver si funciona para poder saltarte el final y conformarte con algo más barato, o tal vez hacer algunas pruebas. Romperán y romperán la cosa, la calentarán o la sumergirán en agua.
Para cada uno de estos productos y aplicaciones, existe una tecnología que mejor se adapta a la creación del prototipo. Si comparara todos los métodos en un artículo ahora, el artículo tardaría una hora en leerse. Y nadie tiene tiempo para eso hoy en día. Así que sigamos con dos técnicas que cubren alrededor del 30% del mercado de creación de prototipos. Prototipado SLA y prototipado SLS para plásticos. Aquí está la comparación entre la impresión 3D SLA y la impresión 3D SLS.
Desarrollo de impresión SLA
SLA o Estereolitografía es una de las tecnologías más antiguas del mundo de la impresión 3D. Fue descubierto en Japón a principios de los años 1980. El Dr. Kodama desarrolló un dispositivo que utilizaba un tanque de polímero líquido y un único láser UV.
El láser endureció la capa superficial del polímero y lo sumergió ligeramente en el tanque. De esta forma, el plástico endurecido sirvió de base para la siguiente capa. Sin embargo, el Dr. Kodama no tenía fondos suficientes para su investigación, por lo que perdió su patente.
En 1884, un grupo de científicos franceses estaba pensando en cómo hacer una pieza fractal (una pieza geométrica muy compleja e intrincada) para su proyecto y pensaron en un láser que podía endurecer polímeros. Presentaron un prototipo, pero no prestaron la debida atención a la comercialización y su idea no fue tomada en serio.
También en 1884, el inventor estadounidense Chuck Bell, la tercera persona en desarrollar un método de este tipo, presentó una patente para el proceso de estereolitografía. Lo pensó detenidamente y fundó una empresa llamada 3D Systems para vender su idea. Hoy en día, 3D Systems es una de las mayores empresas que fabrican impresoras 3D.
Tecnología de impresión SLA
En realidad, existen dos métodos para imprimir SLA. Llamémoslo SLA directo e inverso.
El método directo es la forma en que se inventó originalmente SLA. La impresora tiene un tanque de polímero líquido y una placa base que es una capa de curado más profunda que la superficie del polímero. Un láser UV rastrea la sección transversal actual de la pieza (el programa está escrito para cortar la pieza en capas y generar la ruta del láser para cada capa) y se obtiene la primera capa curada. Luego, la placa desciende una altura de capa y una cuchilla especial se mueve sobre la superficie del tanque para garantizar que el polímero llene completamente el área sobre la placa. Luego se cura la siguiente capa.
El método inverso difiere en términos de orientación y movimiento de la pieza. Aquí la placa base es transparente e invertida en comparación con el método directo. El láser cura el polímero a través de la placa y luego la placa se mueve hacia arriba en lugar de hacia abajo. Por lo tanto, puedes comparar este proceso con sacar lentamente un objeto del agua. La única diferencia es que en el último método el objeto estaba originalmente en el agua. Con la impresión SLA, usted crea a partir del líquido de su tanque.
Descripción e historia de SLS.
SLS es un proceso de impresión 3D similar. Fue desarrollado por el profesor de Texas Carl Deckard. Era ingeniero y trató de reducir el esfuerzo de fundición necesario para la producción en serie. Posteriormente vendió su patente a 3D Systems. Posteriormente, 3D Systems pudo utilizar SLS para polvos metálicos, lo que también supuso una revolución en la producción de piezas metálicas. Hoy en día esta tecnología es el método más utilizado para imprimir piezas metálicas. Durante el desarrollo se descubrió que el polvo era muy peligroso. Es muy fino y fácil de inhalar. Por lo tanto, a diferencia de SLA, la tecnología SLS no es muy adecuada para versiones de escritorio para aficionados.
Este proceso utiliza polvo plástico como material principal. Este polvo se extiende sobre la placa base con un cuchillo especial. Luego, el láser traza la sección transversal de la pieza, como ocurre con SLA. A continuación se baja la placa base una capa y se vuelve a distribuir el polvo. Bastante parecido a SLA, ¿no crees?
materiales
SLA Este proceso utiliza polímeros que se vuelven más duros cuando se exponen a la luz ultravioleta, llamados fotopolímeros. Existen muchas composiciones de resina diferentes, por lo que se diferencian principalmente según su uso:
- Resinas estándar. Son los más baratos y tienen peores propiedades mecánicas, pero su calidad es muy buena e incluso se pueden comparar con el moldeo por inyección. Algunos de ellos son transparentes, por lo que se pueden crear prototipos claros, por ejemplo, para las luces de los coches.
- Resinas técnicas. Se pueden utilizar en prototipos reales y están disponibles en formato ABS resistente al calor, rígido o flexible. Siguen manteniendo un buen acabado superficial y su resistencia es un poco mejor.
- Resinas médicas. Entre los fotopolímeros descubiertos para la impresión SLA, algunos son biocompatibles de clase I y II, lo que significa que pueden permanecer en contacto con el tejido humano durante mucho tiempo. Ésta es una gran ventaja.
SLS. Esta tecnología se utilizó por primera vez con nailon. A lo largo de los años, también se han adaptado otros materiales a esta tecnología.
- Nylon. Este es, con diferencia, el plástico más común en el SLS. Es mucho más duradero, resistente al calor y más resistente que todos los materiales SLA.
- Uretano. Es un plástico flexible simple adecuado para fundir piezas poliméricas simples.
- Cera. La cera a utilizar es ideal para realizar modelos de fundición. Simplemente cubre el modelo con la mezcla para moldear y caliéntalo hasta que se derrita.
Postprocesamiento
SLA. La principal desventaja de la impresión SLA es que tiene muchos soportes fabricados con el mismo material. Esto hace necesario realizar operaciones de corte para retirar los soportes. También es necesario limpiar la zona cortada de todo rastro del soporte. Todo el proceso lleva bastante tiempo.
Además, la parte curada aún no está completamente curada. Algunas áreas entre las capas responden sólo parcialmente. Por lo tanto, el uso de algunas cámaras de luz ultravioleta para curar las piezas impresas aumenta su resistencia. Sin embargo, esto no es absolutamente necesario.
SLS. La pieza generalmente tiene una calidad superficial peor después de SLS que después de SLA. Por lo tanto, las piezas de SLS se rectifican y refinan mecánicamente cuando se requiere una buena calidad superficial. Esto lleva mucho tiempo.
Conclusión: ¿qué usar y cuándo?
En general, este proceso ofrece piezas de alta calidad, pero es mucho más caro que el SLS (con el SLA directo no se puede reutilizar el plástico líquido que sobra del tanque, no se puede almacenar durante mucho tiempo, por lo que es mejor conservar la impresora). cargado) y requiere que se retiren los soportes. Su ventaja es la abundancia de materiales que se pueden utilizar.
Utilice SLA para dispositivos médicos, piezas transparentes con buen acabado superficial y algunos modelos moldeados por inyección o fundidos. Úsalo para mostrar tu producto, las piezas son muy buenas.
SLS ofrece mucha mejor resistencia y propiedades diferentes que SLA. Sin embargo, la calidad de la superficie es mucho peor (alrededor de 2-3 clases más baja). El proceso es mucho más económico que el SLA. No necesitas ninguna estructura de soporte (las capas anteriores de polvo sostienen las capas superiores) y puedes reutilizar el polvo sobrante del uso anterior.
Utilice SLS si la pieza debe soportar mayores tensiones, corrosión o vibraciones. Utilice SLS cuando el acabado de la superficie no sea un problema y el presupuesto sea bajo. Úselo usted mismo o para realizar pruebas.
