Impresión 3D con resina: tecnologías y limitaciones
Históricamente, la impresión 3D de resina presentaba dos importantes limitaciones que ejercían de barrera de entrada en aplicaciones industriales. Por un lado, la escasa disponibilidad de materiales técnicos y funcionales reducía considerablemente el número de aplicaciones donde la resina suponía una ventaja frente a la impresión FDM, por otro, la reducida velocidad de impresión proporcionada por la tecnología SLA provocaba que su uso en pequeñas producciones no fuese viable.
En los últimos años, el desarrollo de la impresión 3D de resina ha crecido exponencialmente gracias, en gran medida, a la aparición de la tecnología LED-LCD. Esta tecnología propició la aparición de equipos más económicos y considerablemente más rápidos gracias a la capacidad de exponer toda la superficie de cada capa de forma simultánea.
El aumento de la presencia de equipos de impresión 3D de resina en las empresas sirvió a su vez para que algunos grandes fabricantes centrasen sus esfuerzos en el desarrollo de nuevos materiales funcionales y de calidad.
Estos dos factores han provocado que a día de hoy la impresión 3D de resina LED-LCD sea una tecnología madura con un gran potencial en múltiples campos de la industria.
Tecnología LED/LCD y LSPc
La tecnología LED-LCD consiste en exponer capas completas empleando una matriz led capaz de proporcionar una iluminación homogénea en conjunto con un panel LCD monocromático que sirve de máscara mediante la apertura selectiva de píxeles, lo que ha hecho que también se conozca esta tecnología como SLA enmascarado (mSLA).
Video 1: Funcionamiento de las tecnologías SLA, DLP y LED-LCD. Fuente: SprintRay.
La capacidad para exponer toda una capa simultáneamente hace que ésta se pueda curar en unos pocos segundos y que además el tiempo de impresión dependa únicamente de la altura de fabricación y no del número de piezas. Esto hace que sea muy competitiva frente a la tecnología SLA, donde los tiempos aumentan considerablemente no sólo en función de la altura de fabricación, sino también en función del número de piezas y su tamaño.
Sin embargo, hasta ahora, tanto las tecnologías SLA y LED-LCD presentaban una limitación común: la transición entre capas requería unos movimientos de baja velocidad destinados a despegar la pieza del tanque. Este hecho provocaba que en muchos casos los tiempos de transición entre capas llegasen a ser mayores que los tiempos de exposición.
La tecnología LSPc patentada por Nexa3D e implementada en la impresora XiP ha cambiado este paradigma permitiendo una impresión continua con tiempos de transición mínimos entre capas y rompiendo la barrera de velocidad que existía hasta ahora en las tecnologías LED-LCD y SLA.
Imagen 1: Componentes de la tecnología LSPc de Nexa 3D. Fuente: Nexa3D.
Esta tecnología se basa en el uso de una membrana autolubricada que permite cambios de capa prácticamente instantáneos, proporcionando velocidades de impresión hasta 40 veces mayores que los proporcionados por impresoras SLA de su mismo segmento.
Video 2: Demostración en tiempo real de la tecnología Nexa3D LSPc. Fuente: Nexa3D.
Además, las membranas LSPc de Nexa3D ofrecen una mayor transmitancia y una refracción casi nula, en comparación a los FEP empleados tradicionalmente, lo cual unido a un conjunto LED de alta homogeneidad y un panel LCD de alta resolución, permiten alcanzar resoluciones mayores a las proporcionadas por la tecnología SLA y precisiones similares.
Disponibilidad de materiales técnicos y funcionales
La aparición de nuevos fabricantes y el desarrollo de nuevas resinas técnicas y funcionales ha provocado que cualquier impresora 3D de resina destinada a un uso profesional deba cumplir idealmente con dos requisitos: La disponibilidad de materiales técnicos y funcionales de calidad correctamente parametrizados y optimizados, así como permitir emplear nuevos materiales o alternativas de otros fabricantes.
Nexa3D ha cubierto estos dos requisitos permitiendo el uso de parámetros abiertos en sus impresoras 3D y creando un ecosistema completo que incluye materiales funcionales de alta calidad producidos por algunos de los más reputados fabricantes como BASF o Henkel.
Imagen 2: Comparativa de materiales técnicos de Nexa3D. Fuente: Nexa3D.
XiP incluye actualmente un catálogo en expansión de más de 20 materiales diferentes entre los que se incluyen materiales de uso general, materiales funcionales y materiales dentales.
Entre los materiales para uso general se encuentran algunos como xModel15 y xModel35, destinados a producir modelos que requieran excelentes acabados y una elevada estabilidad dimensional.
Video 3: Impresión de alta precisión con xModel15. Fuente: Nexa3D.
En la gama de resinas funcionales se encuentran múltiples opciones de materiales destinados a cubrir las aplicaciones industriales más exigentes como xPEEK147, un material con un módulo de tracción de y flexión superior a los 3 GPa y una temperatura de reblandecimiento por encima de los 200 ºC.
Imagen 3: Moldes de inyección fabricados con resina xPEEK147. Fuente: Nexa3D.
También están disponibles otros materiales que sirven de alternativa a los empleados en otras tecnologías de impresión 3D más comunes en la industria, como xPP405, o xABS3843, alternativas al PP y ABS respectivamente.
Imagen 4: Componente funcional de automoción producido con xABS3843. Fuente: Nexa3D.
Finalmente están disponibles también, entre otros, materiales flexibles con elongaciones a rotura de hasta el 159 %, como el xFLEX402 o el xFLEX475.
La combinación perfecta para la industria
Las impresoras Nexa3D XiP combinan todas las características necesarias para convertirse en uno de los mejores equipos de impresión 3D para entornos industriales.
Video 4: descripción de la impresora XiP. Fuente: Nexa3D.
Su coste competitivo y rapidez de impresión de hasta 18 cm/h permiten un rápido retorno de la inversión, mientras que la alta disponibilidad de materiales funcionales completamente optimizados permite comenzar a producir piezas de calidad desde el primer momento. Además la posibilidad de emplear parámetros abiertos garantiza la posibilidad de usar los últimos materiales disponibles o materiales de otros fabricantes, aumentando la competitividad tanto en coste como en calidad o innovación.
