Desde su nacimiento en la década de los 80, la tecnología de impresión aditiva, también conocida como impresión 3D, ha evolucionado en diversas tecnologías. A continuación, compararemos los dos métodos actualmente más populares y versátiles de impresión 3D: la ampliamente conocida impresión por deposición de material fundido (FDM) y la innovadora Multi Jet Fusion, que fue presentada por HP en 2016 y ha representado el avance más significativo en la tecnología aditiva en los últimos años.
Una impresora de filamento FFF (Fused Filament Fabrication) o FDM (Fused Deposition Modeling) es una impresora 3D que se utiliza más frecuentemente en el desarrollo de proyectos iniciales y en la prototipación. El material (plástico fundido) se deposita por un sistema de tres ejes en capas individuales, que luego se funden juntas para formar el modelo 3D. Los bajos costos de adquisición, en Amazon puedes encontrar impresoras FDM a partir de poco más de 100€, y la relativa simplicidad de uso hacen que esta tecnología sea la más popular entre los makers.
En la tecnología FDM, un filamento a) de material plástico se alimenta a través de un cabezal móvil b) calentado que lo funde y extruye depositándolo, capa a capa, en la forma c) deseada. Una plataforma móvil e) desciende después de depositar cada capa. Para este tipo de tecnología de impresión 3D, se requieren estructuras de soporte verticales d) adicionales para sostener las piezas que sobresalen. Fuente: Wikipedia por Paolo Cignoni.
El archivo 3D del modelo que se desea imprimir es procesado por un software de "slicing" (los más utilizados y fáciles de usar son Cura, Simplify3D y PrusaSlicer), el cual lo divide en capas del grosor deseado y, al mismo tiempo, genera un archivo en G-code que describe los movimientos de los ejes necesarios para crear la pieza. Luego, la impresora FDM derrite el filamento de plástico sólido y lo extruye a través de una boquilla, capa por capa, formando así el objeto 3D en la plataforma de construcción. Las capas generalmente tienen un grosor que va desde 0,1 mm hasta 0,5 mm, pero también pueden ser más gruesas o más delgadas según el propósito del objeto que se está creando.
Proceso de impresión: extrusor de impresión (1), material depositado (2) y plano de construcción (3).
Fuente: Wikipedia por Paolo Cignoni
Los dos materiales más utilizados en la impresión FDM son ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) y PLA (ácido poliláctico). Ambos son económicos y están disponibles en varios colores.
La impresión FDM ofrece una buena gama de materiales. Fuente: filament to print.
FACT: Las impresoras FDM profesionales con precios a partir de 25K€ y que cuentan con cámaras calefactadas y boquillas que imprimen a más de 500 grados y poseen una mecánica adecuada pueden producir piezas técnicas funcionales y de alto rendimiento. Las más populares son Peek, Carbon Peek y otros materiales adecuados para uso industrial y de sustitución de metales.
FACT: hay fábricas de impresión con más de 500 impresoras FDM.
Fábrica de impresión FDM: en la imagen, la fábrica de Prusa, con más de 300 impresor.
Multi Jet Fusion es un método de fabricación aditiva inventado y desarrollado por la empresa Hewlett-Packard (HP) y lanzado al mercado en 2016. Las piezas finales presentan acabados superficiales de alta calidad, excelente resolución y propiedades mecánicas más consistentes en comparación con procesos como la sinterización láser selectiva o FDM.
Multi Jet Fusion utiliza una matriz de inyección de tinta para aplicar selectivamente agentes de fusión y detalles sobre una cama de polvo de nylon u otro material, que luego son fusionados por elementos calefactores en una capa sólida. Después de cada capa, el polvo se distribuye sobre la cama y el proceso se repite hasta que se completa la pieza.
Al final del proceso de impresión, la build box se retira de la impresora. Un operador extrae con cuidado las piezas de la caja de construcción y elimina el polvo residual con varios sistemas de granallado.
Para obtener más información sobre el tema, te sugerimos leer: ¿Qué es la impresión 3D MJF?
Representación esquemática del proceso Multi Jet Fusion (MJF): (a) pasos 1-5 del proceso de fusión; (b) unidad de construcción 3D; (c) estación de mecanizado. Fuente: research gate
Las impresoras MJF ofrecen un rango limitado de materiales, pero son muy versátiles desde el punto de vista mecánico. Actualmente hay cinco materiales disponibles: PA11, PA12, PA12 GB, TPU y polipropileno. Para obtener más información, te recomendamos leer "Materiales Multi Jet Fusion: los 4 principales y sus prorpiedades".
Al poder fabricar piezas sólidas al 100% funcionales, con diseños complicados y detallados sin necesidad de ningún soporte, esta tecnología ofrece una amplia gama de soluciones, siendo las principales las siguientes.
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Una pregunta que debemos hacernos al considerar si una tecnología es mejor que otra es: ¿mejor para hacer qué?
Sin duda, la llegada de la tecnología MJF ha marcado un salto revolucionario en la facilidad de producción, la calidad de las piezas industriales y la capacidad de competir directamente con la inyección de plástico.
Pero también es cierto que las impresoras FDM, aunque con un rango limitado de usos profesionales, pueden ofrecer piezas visualmente aceptables y una notable variedad de materiales con una inversión que comienza desde aproximadamente 150 euros, en comparación con los 500.000 euros necesarios para adquirir una MJF.