La impresión 3D ha dejado de ser una curiosidad tecnológica para convertirse en una herramienta indispensable. Entre las técnicas disponibles, el sinterizado selectivo por láser (SLS) destaca por su capacidad para transformar polvo en piezas sólidas.
Permite la creación de prototipos funcionales y productos finales con materiales como plásticos, metales y cerámicas, todo con un solo dispositivo.
En Ingenia SM, como empresa de impresión 3D, empleamos el sinterizado selectivo láser en nuestros procedimientos de impresión. Hoy, te queremos contar más sobre las impresoras 3D SLS, su funcionamiento, los materiales que utilizan, y las aplicaciones en el mundo industrial.
¿Cómo funcionan las impresoras 3D SLS?
El sinterizado selectivo por láser (SLS) es una técnica de fabricación aditiva que utiliza un láser de alta potencia para sinterizar polvo de material, fusionando las partículas para crear una estructura sólida.
Proceso de SLS
Su proceso se divide en los siguientes pasos:
- Preparación del material: todo comienza con la preparación del polvo de material, que puede ser plástico, metal, cerámica u otros compuestos. Este polvo se distribuye en una capa uniforme sobre la plataforma de construcción de la impresora.
- Escaneo láser: un láser de alta potencia escanea la superficie del polvo siguiendo el diseño digital del objeto. El láser sinteriza el polvo, lo que se traduce en que fusiona las partículas en los puntos específicos donde debe formarse el objeto.
- Formación de capas: una vez que una capa ha sido sinterizada, la plataforma de construcción desciende una fracción de milímetro, y una nueva capa de polvo se distribuye sobre la anterior. Este proceso se repite capa por capa hasta completar el objeto.
- Post-procesamiento: una vez finalizada la impresión, el objeto se retira del lecho de polvo y se somete a un proceso de limpieza para eliminar la sustancia no sinterizada. En algunos casos, se necesita un tratamiento térmico adicional para mejorar las propiedades mecánicas del objeto.
Componentes de una impresora 3D SLS
Las impresoras 3D SLS varían en tamaño, capacidad y especificaciones técnicas, pero todas comparten los componentes básicos.
- Láser: el corazón de la impresora es el láser, que puede ser de dióxido de carbono (CO2) u otros tipos, según el material a sinterizar.
- Plataforma de construcción: la superficie donde se distribuye el polvo y se forma el objeto. La plataforma se mueve verticalmente para acomodar cada nueva capa de polvo.
- Sistema de distribución de polvo: un rodillo o una cuchilla que distribuye el polvo de manera uniforme sobre la plataforma.
- Software de control: programas que convierten el diseño digital en instrucciones para el movimiento del láser y la distribución del polvo.
Materiales utilizados en impresión 3D SLS
Uno de los aspectos más destacables de esta tecnología es su capacidad para trabajar con una amplia variedad de materiales. Esto permite la producción de piezas con diversas propiedades mecánicas y físicas.
A continuación, te describimos los materiales más comunes:
Plásticos
Los plásticos son los materiales más usados en la impresión 3D SLS debido a su versatilidad, durabilidad y propiedades mecánicas.
- Nylon (Poliamida): cuenta con resistencia, flexibilidad y durabilidad. Es perfecto para todo tipo de piezas o prototipos.
- Poliestireno: se utiliza para piezas que requieren un acabado liso. Es común en la fabricación de modelos y prototipos visuales.
- TPU (Poliuretano Termoplástico): material flexible y elástico, adecuado para aplicaciones que necesitan resistencia al desgaste.
Metales
Esta tecnología también fabrica piezas metálicas. Los metales más comunes son:
- Aluminio: se usa en aplicaciones que requieren ligereza y resistencia a la corrosión, sobre todo en la industria automotriz y aeroespacial.
- Acero inoxidable: ofrece alta resistencia mecánica y durabilidad. Se suele encontrar en componentes estructurales y herramientas.
- Titanio: es conocido por su gran relación resistencia-peso y también, resistencia a la corrosión.
Cerámicas
Las cerámicas son materiales que resisten las altas temperaturas y el desgaste.
- Óxido de aluminio: se emplea en aplicaciones que necesitan alta resistencia al calor y al desgaste, como componentes eléctricos y electrónicos.
- Dióxido de zirconio: material cerámico con alta resistencia a la fractura y gran estabilidad térmica.
Ventajas y beneficios de la tecnología SLS
El SLS ofrece una serie de ventajas y beneficios que lo hacen muy atractivo para la fabricación aditiva. Sus beneficios más relevantes son:
- Complejidad geométrica: permite la creación de geometrías complejas muy difíciles de fabricar mediante métodos tradicionales. Esto incluye estructuras internas intrincadas, canales de refrigeración integrados y diseños ligeros optimizados.
- Alta precisión y detalle: produce piezas con alta precisión dimensional y un nivel de detalle perfecto.
- Prototipado rápido: la capacidad de crear prototipos funcionales de manera rápida acelera el proceso de desarrollo de productos.
- Reducción de material desperdiciado: utiliza únicamente el material necesario para construir el objeto. El polvo no sinterizado se puede reciclar y reutilizar en futuros proyectos.
- Resistencia mecánica: las piezas fabricadas tienen una resistencia mecánica comparable a las fabricadas por métodos tradicionales.
- Versatilidad de materiales: como ya se ha mencionado, el SLS puede emplear plásticos, metales y cerámicas.
Aplicaciones industriales de la impresión 3D SLS
La tecnología SLS posee aplicaciones en un gran número de sectores, gracias a sus capacidades y beneficios únicos.
Aquí, te describimos algunas de las principales aplicaciones:
- Industria aeroespacial: se utiliza para fabricar componentes ligeros y resistentes, como partes de turbinas y conductos de refrigeración.
- Automotriz: permite la creación de prototipos funcionales, piezas personalizadas y herramientas de ensamblaje.
- Medicina y odontología: facilita la producción de implantes médicos personalizados, guías quirúrgicas y prótesis dentales.
- Bienes de consumo: posibilita la creación de productos personalizados y de alta calidad, como joyería, accesorios de moda y utensilios de cocina.
- Electrónica: se emplea para crear carcasas y componentes de conectividad.
Las impresoras 3D SLS ofrecen grandes beneficios, pues consienten la fabricación de piezas complejas y personalizadas con alta precisión y resistencia mecánica. Su versatilidad en el uso de materiales y sus aplicaciones industriales hacen del SLS una herramienta necesaria en el desarrollo de productos en diversas industrias.
Si deseas conocer más sobre otros métodos de impresión 3D o tienes alguna consulta específica, no dudes en contactar con Ingenia SM. Estaremos encantados de ayudarte en tu próximo proyecto.