¿En qué se diferencian las tecnologías de impresión 3D FDM y SLA?

La impresión 3D no es una tecnología reciente como parece, si no que existente desde hace muchos años. Es en1986 cuando Chuck Hull, fundador de 3D Systems, registra la primera impresora 3D. Esta era una impresora 3D SLA (StereoLithoGraphy), que utiliza una resina que solidifica por fotopolimerización al incidir sobre ella un rayo láser. Solo dos años después, Scott Crump fundador de Stratasys, saca a la luz la primera impresora 3D FDM (Fuse Desposition Modeling), que es actualmente el tipo de impresora 3D más conocida en e ámbito social. 

El método de funcionamiento de ambas es similar; los dos tipos de tecnologías de impresión 3D fabrican las piezas capa a capa. La FDM deposita material por todo el área de la capa en la que se encuentra, en cambio la SLA solidifica la resina directamente gracias a un rayo láser.

Principales diferencias entre las impresoras 3D FDM y SLA

Materiales y colores

Los materiales más utilizados con impresoras FDM son PLA y ABS aunque cada vez es más habitual que se utilicen materiales avanzados como el PETG, Nylon y mezclas de materiales como PC-ABS o PLA con fibras. La variedad de materiales cada día es más extensa, tanto en tipos de materiales como en colores.

La mayoría de impresoras FDM utilizan modelos estándar de bobinas que suministran los fabricantes con diámetros de filamentos de 1.75 mm o 2.85 mm. El diámetro del filamento lo decide el fabricante de las impresoras FDM en función del tipo de movimiento (cartesiana o delta) y del tipo de extrusor.

Imagen 1: Filamento 1.75 mm y 2.85 mm

En SLA la variedad es mucho más limitada tanto en tipos de materiales como colores. El principal fabricante de resinas (FormLabs) dispone de la mayor variedad de materiales (Resina Estándar, Resina de Ingeniería, Resina Dental y Resina Castable) y muy actualmente dispone del Color Kit, una resina base con un conjunto de tintes para poder obtener el color que el usuario desee.

Imagen 2: Color Kit. Fuente: Formlabs

Precisión de acabado

Con las impresoras FDM lo normal es conseguir acabados buenos con alturas de capa de 0.1 mm pero siempre y cuando las piezas impresas no tengan partes con formas muy complejas o de tamaño reducido. En estos casos este tipo de tecnología está limitado por el diámetro del nozzle para poder realizar el mínimo espesor. Cuando se utilizan soportes del mismo material que el de la pieza, el acabado superficial suele quedar poco uniforme, necesitando un post-procesado en la zona de contacto de los soportes. Una solución para ese inconveniente es utilizar materiales de soporte solubles como el PVA o el HiPS.

Imagen 3: Gran acabado FDM. Fuente: Fillamentum

En las impresoras con tecnología SLA la precisión de impresión es muy alta, incluso con formas complejas debido a que el diámetro del láser que solidifica la resina es muy pequeño. Por ejemplo, la impresora SLA Form 2 puede realizar piezas con alturas de capa de 0.025 mm, consiguiendo directamente piezas finales y funcionales. Es tal la precisión que consigue, que la Form 2 es capaz de hacer modelos de joyería y de aplicación dental con total detalle.

Imagen 4: Gran acabado SLA. Fuente: FormLabs

Adherencia / eliminación de soportes

Aunque existe una gran variedad de tipos de materiales para las impresoras FDM por lo normal la adhesión a la base no es un problema, sobre todo porque existen productos muy eficaces (Magigoo, PrintFix, DimaFix...) que ayudan a la adherencia. Incluso para materiales muy propensos al warping, como el PP, ya existe el Smart Stick que soluciona el problema sin tener que utilizar cinta de precinto de PP. La retirada de cualquier material de la base de una impresora FDM es muy simple, tanto que la gran mayoría de veces se puede realizar con la mano.

Imagen 5: Magigoo

Para los soportes en las impresiones FDM se suele utilizar materiales solubles los cuales son muy sencillos de remover. En el caso del HiPS se diluye en D-Limoneno y el PVA en agua. Estos materiales son muy prácticos, sobre todo cuando se quieren realizar objetos con formas complejas o conductos internos, donde el post-procesado manual no es capaz de llegar.

Imagen 6: D-Limoneno

En la tecnología de impresión SLA la adherencia nunca es un problema, pero sí se necesita más dedicación a la hora de retirar las piezas de la base de impresión. Estas suelen quedar tan unidas a la base que se necesita una espátula especial para despegarlas. A parte, al terminar una impresión la base queda impregnada de resina, necesitando invertir cierto tiempo en limpiarla.

En el caso de impresoras SLA no existe la posibilidad de impresión con dos materiales distintos, lo que implica tener que retirar los soportes de forma manual con unos alicates e, incluso, aplicar un post-procesado para conseguir eliminarlos por completo.

Post-procesado

Después de imprimir en una impresora FDM solo es necesario el post-procesado para eliminar los soportes, tal y como se ha explicado en el apartado anterior. Materiales como el ABS, el Smartfil E.P. y muchos más se pueden lijar para obtener un mejor acabado superficial.

Sin embargo, al terminar de imprimir una pieza en una impresora SLA se debe eliminar la capa superficial de resina sin solidificar en un baño de alcohol isopropílico o en un centro de lavado como el Form Wash. La mayoría de resinas se pueden lijar y pintar una vez que estén totalmente solidificadas.

Imagen 7: Form Wash. Fuente: FormLabs

Conclusión

En este caso la aplicación de cada tecnología de impresión 3D es muy clara; Las impresoras FDM son ideales para prototipos económicos y rápidos, que no necesitan tener un gran acabado superficial ni precisión exacta en sus medidas, aunque existen impresoras FDM de gran precisión y acabado.

Las impresoras FDM son también muy útiles para conseguir piezas funcionales directas gracias a la gran variedad de materiales que existen. Por el contrario, las impresoras SLA se recomienda utilizarlas para piezas u objetos que requieren un gran acabado con medidas exactas, del nivel de piezas finales, pero con finalidad de prototipo, las cuales no están sometidas a tensiones ni esfuerzos.

Actualmente FormLabs y UniZ han desarrollado impresoras 3D y resinas que han revolucionado el mercado. Formlabs cuenta con las nuevas Form 3 y Form 3L, dos impresoras 3D de resina con una tecnología de funcionamiento LFS (Low Force Stereolithography), que reducen el tiempo de fabricación y el número de soportes a la hora de realizar una pieza. En el caso de UniZ, cuenta con la gama SLASH y zSLTV, impresoras 3D con un funcionamiento LED-LCD que permiten fabricaciones realmente rápidas, hasta 600 mm/h con acabados realmente espectaculares. Por último, ambos fabricantes dispones de resinas técnicas que permiten imprimir piezas finales funcionales de alta calidad.