Principios y Procesos Fundamentales
Estereolitografía (SLA):
La SLA utiliza un láser ultravioleta (UV) para curar y solidificar selectivamente capas de resina fotopolimérica líquida contenida dentro de una cubeta. El haz láser, controlado por galvanómetros, dibuja la sección transversal de cada capa sobre la superficie de la resina, curándola con precisión. Después de completar una capa, la plataforma de construcción desciende el grosor de una capa, una cuchilla de recubrimiento asegura una capa de resina fresca y el proceso se repite hasta que la pieza está completamente formada. El post-procesamiento incluye la extracción de la pieza, el enjuague en un disolvente (por ejemplo, alcohol isopropílico) para eliminar el exceso de resina y el curado final bajo luz UV para lograr propiedades mecánicas óptimas. Las estructuras de soporte a menudo son necesarias para las características en voladizo y deben eliminarse manualmente después de la impresión.
Sinterización Selectiva por Láser (SLS):
La SLS emplea un láser infrarrojo de alta potencia para fusionar pequeñas partículas de polvo de polímero (típicamente materiales a base de nailon como PA12). El proceso ocurre dentro de una cámara calentada, elevada a una temperatura justo por debajo del punto de fusión del polvo para minimizar la distorsión térmica. Un rodillo o cuchilla primero extiende una fina capa de polvo sobre la plataforma de construcción. Luego, el láser escanea la sección transversal de la pieza, sinterizando las partículas de polvo para unirlas sólidamente. La plataforma de construcción desciende, se aplica una nueva capa de polvo y el proceso se repite. El polvo no sinterizado que rodea la pieza durante la construcción actúa naturalmente como soporte, lo que permite la creación de geometrías complejas sin estructuras de soporte dedicadas. Después de la impresión, las piezas requieren enfriamiento dentro de la cámara de construcción antes de ser retiradas del lecho de polvo para su limpieza (a menudo utilizando aire comprimido o granallado) y un posible post-procesamiento.
Diferencias Clave entre SLA y SLS
La siguiente tabla resume las distinciones principales entre estas dos tecnologías:
| Aspecto | Estereolitografía (SLA) | Sinterización Selectiva por Láser (SLS) |
| Principio de la Tecnología | Fotopolimerización con láser UV de resina líquida | Sinterización con láser infrarrojo de polvo termoplástico |
| Materiales Primarios | Varias resinas fotopoliméricas (estándar, resistentes, flexibles, fundibles, con relleno cerámico) | Polvos termoplásticos (principalmente Nylon/PA 11 y 12, y compuestos como los rellenos de vidrio o aluminio) |
| Estructuras de Soporte | Necesarias para voladizos | No se requieren |
| Grosor Típico de la Capa | 25 - 100 micras | 80 - 120 micras |
| Precisión Dimensional | ± 0.1% (límite inferior ~ ± 0.05 mm) | ± 0.3% (límite inferior ~ ± 0.1 - 0.2 mm) |
| Acabado de la Superficie | Muy suave | Granulada, porosa, superficie ligeramente rugosa |
| Volumen de Construcción | Medio a Grande (sistemas comunes de hasta ~800*800*500 mm) | Medio (sistemas comunes alrededor de ~350*350*420 mm) |
| Post-Procesamiento | Extracción de la plataforma, eliminación de soportes, enjuague (IPA), post-curado | Enfriamiento, despolvoreado, (a menudo granallado o teñido) |
| Propiedades Mecánicas Clave | Puede ser frágil15; Menor resistencia térmica | Piezas funcionales: Buena resistencia mecánica, durabilidad y resistencia térmica |
Ventajas y Desventajas
Ventajas de SLA:
Alta Resolución y Acabado de Superficie Suave: Excelente para modelos detallados, prototipos de apariencia y aplicaciones visuales.
Detalles de Características Finas: Capaz de producir paredes muy delgadas y características intrincadas.
Amplia Variedad de Materiales: Ofrece resinas que simulan varios plásticos con propiedades como transparencia, flexibilidad o resistencia a altas temperaturas (aunque a menudo con limitaciones en comparación con los verdaderos termoplásticos).
Velocidad de Construcción Relativamente Rápida: Para piezas pequeñas e intrincadas, la SLA puede ser más rápida que la SLS.
Desventajas de SLA:
Propiedades del Material Frágiles:15 Las resinas estándar no son adecuadas para piezas funcionales sometidas a alta tensión o esfuerzo.
Estabilidad a Largo Plazo Limitada: Las piezas pueden degradarse bajo la exposición prolongada a la luz UV y generalmente no son adecuadas para uso en exteriores.
Estructuras de Soporte Requeridas: Agrega tiempo de post-procesamiento y puede dejar imperfecciones en la superficie.
Manipulación de Materiales: Las resinas líquidas requieren una manipulación cuidadosa y pueden ser desordenadas; la limpieza con IPA genera residuos.
Ventajas de SLS:
Excelentes Propiedades Mecánicas: Produce piezas fuertes, duraderas y funcionales adecuadas para aplicaciones de uso final, creación de prototipos bajo estrés y bisagras vivas.
No se Necesitan Estructuras de Soporte:56 El lecho de polvo en sí mismo soporta las piezas, lo que permite geometrías altamente complejas, piezas entrelazadas y un anidamiento óptimo de múltiples componentes en una sola construcción.
Alta Utilización de Material: El polvo no sinterizado se puede reciclar y reutilizar en gran medida para construcciones posteriores (aunque se deben gestionar las tasas de actualización).
Buena Resistencia Química y Térmica: Los materiales de nailon ofrecen un mejor rendimiento en entornos hostiles en comparación con las resinas estándar.
Desventajas de SLS:
Acabado de Superficie Rugoso: Las piezas tienen una superficie granulada y porosa característica que a menudo requiere post-procesamiento para aplicaciones estéticas.
Generalmente Tiempo de Entrega Más Lento: El proceso incluye largas fases de precalentamiento y post-enfriamiento, lo que extiende el tiempo total de producción.
Mayores Costos de Equipamiento y Operación: Las máquinas son generalmente más caras que los sistemas SLA comparables.
Limitaciones de Materiales: Principalmente limitado a varios polvos de nailon; otros materiales son menos comunes.
Manipulación de Polvo: Requiere una manipulación cuidadosa y un espacio de trabajo dedicado; los riesgos de inhalación requieren una ventilación adecuada o sistemas cerrados.
Escenarios de Aplicación y Guías de Selección
La elección entre SLA y SLS depende en gran medida de la aplicación prevista y los requisitos de la pieza.
Elija SLA para:
Prototipos Visuales y Estéticos: Modelos donde la apariencia, la suavidad y los detalles finos son primordiales (por ejemplo, modelos de diseño de productos de consumo, modelos arquitectónicos, figuritas).
Patrones y Moldes Detallados: Aplicaciones como patrones de fundición a la cera perdida.
Modelos que Requieren Transparencia: Hay resinas transparentes disponibles para aplicaciones como guías de luz o visualización del flujo de fluidos.
Aplicaciones donde un acabado muy suave es crítico y se planea un procesamiento secundario (como pintura).
Elija SLS para:
Prototipos y Pruebas Funcionales: Piezas que deben soportar tensión mecánica, esfuerzo o simular materiales de producción final (por ejemplo, prototipos de carcasas, engranajes funcionales, soportes, bisagras).
Ensamblajes Complejos e Integrados: Diseño de piezas que de otro modo requerirían ensamblaje a partir de múltiples componentes debido a la capacidad de imprimir características entrelazadas y cerradas sin soportes.
Piezas de Uso Final de Bajo Volumen: Producción de pequeños lotes de productos finales donde las herramientas de moldeo por inyección tradicionales no son económicas.
Piezas que Requieren Buenas Propiedades Mecánicas y Resistencia Térmica.
