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7 tecnologías principales de impresión 3D
13/06/2025
La Organización Internacional de Normalización (ISO) las divide en siete tipos generales (pero estas siete categorías de impresión 3D también dificultan abarcar el creciente número de subtipos técnicos y tecnologías híbridas). Este número presentará las diferencias entre estas tecnologías.
Extrusión de material
La extrusión de material es exactamente lo que su nombre indica: el material se extruye a través de una boquilla. Normalmente, se trata de un filamento de plástico fundido que se extruye mediante una boquilla caliente. La impresora deposita el material en la plataforma de construcción siguiendo una trayectoria definida por el software. El filamento se enfría y solidifica para formar un objeto sólido. Esta es la forma más común de impresión 3D. Aunque a primera vista parezca sencilla, en realidad abarca una amplia gama de materiales, como plásticos, metales, hormigón, biogeles y diversos alimentos. El precio de este tipo de impresora 3D puede oscilar entre los 100 y los siete dígitos.
●Subtipos de extrusión de material: Modelado por deposición fundida (FDM), Impresión 3D arquitectónica, Microimpresión 3D, Bioimpresión 3D
●Material: plástico, metal, alimentos, hormigón, etc.
●Precisión dimensional: ±0,5% (límite inferior ±0,5 mm)
●Aplicaciones comunes: Prototipos, envolventes eléctricas, pruebas de forma y ajuste, plantillas y dispositivos de fijación, patrones de fundición a la cera perdida, carcasas, etc.
●Ventajas: Método de impresión 3D de menor coste con una amplia gama de materiales.
● Desventajas: Generalmente bajo rendimiento del material (resistencia, durabilidad, etc.), generalmente baja precisión dimensional
Polimerización en cuba
La polimerización en cuba (también conocida como impresión 3D de resina) es una familia de procesos de impresión 3D que utiliza una fuente de luz para curar selectivamente (o endurecer) una resina fotopolimérica en una cuba. En otras palabras, la luz se dirige con precisión a puntos o áreas específicas del plástico líquido para endurecerlo. Una vez curada la primera capa, la plataforma de construcción se mueve ligeramente hacia arriba o hacia abajo (según la impresora) (generalmente entre 0,01 y 0,05 mm) y se cura la siguiente capa, conectándola con la anterior. Este proceso se repite capa a capa hasta formar la pieza 3D. Tras finalizar el proceso de impresión 3D, el objeto se limpia para eliminar cualquier resto de resina líquida y se somete a un postcurado (ya sea bajo la luz solar o en una cámara UV) para mejorar sus propiedades mecánicas.
Las tres formas más comunes de polimerización en cuba son la estereolitografía (SLA), el procesamiento digital de luz (DLP) y la pantalla de cristal líquido (LCD), también conocida como estereolitografía con máscara (MSLA). La diferencia fundamental entre estos tipos de tecnología de impresión 3D radica en la fuente de luz y la forma en que se utiliza para curar la resina.
●Tipos de tecnología de impresión 3D: Estereolitografía (SLA), Pantalla de cristal líquido (LCD), Procesamiento digital de luz (DLP), Microestereolitografía (μSLA), etc.
●Material: Resina fotopolimérica (moldeable, transparente, industrial, biocompatible, etc.)
●Precisión dimensional: ±0,5 % (el límite inferior es de ±0,15 mm o 5 nm, utilizando μSLA)
● Aplicaciones comunes: Moldeo por inyección prototipos de polímeros y piezas de uso final, fundición de joyas, aplicaciones dentales, productos de consumo
●Ventajas: Acabado superficial liso, detalles finos.
Fusión por lecho de polvo (PBF)
La fusión de lecho de polvo (PBF, por sus siglas en inglés) es un proceso de impresión 3D en el que una fuente de energía térmica funde selectivamente partículas de polvo (plástico, metal o cerámica) dentro del área de construcción para crear un objeto sólido capa a capa. Una impresora 3D de fusión de lecho de polvo extiende una fina capa de material en polvo sobre la base de impresión, generalmente mediante una cuchilla, un rodillo o un limpiador. La energía del láser fusiona puntos específicos de la capa de polvo, y luego se deposita otra capa de polvo que se fusiona con la anterior. El proceso se repite hasta fabricar el objeto completo, quedando el producto final rodeado y sostenido por el polvo sin fundir.
La tecnología PBF permite crear piezas con altas propiedades mecánicas (incluidas resistencia, durabilidad y resistencia al desgaste) para aplicaciones finales en bienes de consumo, maquinaria y herramientas. Las impresoras 3D de este segmento de mercado son cada vez más asequibles (a partir de unos 25 000 dólares), pero se considera una tecnología industrial.
●Tipos de tecnologías de impresión 3D: Sinterización selectiva por láser (SLS), fusión de lecho de polvo láser (LPBF), fusión por haz de electrones (EBM)
●Material: polvo plástico, polvo metálico, polvo cerámico
●Precisión dimensional: ±0,3% (límite inferior ±0,3 mm)
●Aplicaciones comunes: componentes funcionales, tuberías complejas (diseño hueco), producción de componentes en lotes pequeños.
●Ventajas: piezas funcionales, excelentes propiedades mecánicas, geometrías complejas
● Desventajas: Mayor costo de la maquinaria, materiales generalmente costosos, construcción más lenta
Inyección de material
La inyección de material es un proceso de impresión 3D en el que se depositan diminutas gotas de material sobre una plataforma de construcción, las cuales se curan o solidifican. Los objetos se construyen capa a capa mediante gotas de fotopolímeros o cera que se solidifican al exponerse a la luz. Gracias a la naturaleza de este proceso, se pueden imprimir diferentes materiales sobre un mismo objeto. Una aplicación de esta tecnología es la creación de piezas con múltiples colores y texturas.
●Tipos de tecnología de impresión 3D: Inyección de material (MJ), inyección de nanopartículas (NPJ)
●Material: resina fotosensible (estándar, para fundición, transparente, resistente a altas temperaturas), cera
●Precisión dimensional: ±0,1 mm
●Aplicaciones comunes: prototipos de productos a todo color, prototipos similares a moldes de inyección, moldes de inyección de baja producción, modelos médicos, moda
● Ventajas: Acabado de superficie texturizado, a todo color y con múltiples materiales disponibles.
● Desventajas: Materiales limitados, no apto para piezas mecánicas que requieren precisión, costo más elevado que otras tecnologías de resina utilizadas con fines visuales.
Inyección de aglutinante
La impresión por inyección de aglutinante es un proceso de impresión 3D en el que un aglutinante líquido une selectivamente áreas de una capa de polvo. Este tipo de tecnología combina características de la fusión de lecho de polvo (PBF) y la inyección de material. Al igual que la PBF, la impresión por inyección de aglutinante utiliza materiales en polvo (metal, plástico, cerámica, madera, azúcar, etc.) y, como en la inyección de material, un polímero aglutinante líquido se deposita mediante una impresora de inyección de tinta. Ya sea metal, plástico, arena u otro material en polvo, el proceso de impresión por inyección de aglutinante es el mismo. Primero, una cuchilla de recubrimiento extiende una capa fina de polvo sobre la plataforma de construcción. Luego, un cabezal de impresión con una boquilla de inyección de tinta pasa sobre la plataforma, depositando selectivamente gotas de aglutinante para unir las partículas de polvo. Una vez completada la capa, la plataforma de construcción desciende y la cuchilla vuelve a recubrir la superficie. El proceso se repite hasta que la pieza esté completa.
La impresión por inyección de aglutinante es única porque no se aplica calor durante el proceso. El aglutinante actúa como un adhesivo que mantiene unido el polvo de polímero. Tras la impresión, la pieza queda recubierta con el polvo sobrante y se deja curar. A continuación, se retira del contenedor de polvo y se recoge el exceso, que puede reutilizarse. Posteriormente, se requiere un posprocesamiento según el material, con la excepción de la arena, que a menudo puede utilizarse como núcleos o moldes directamente desde la impresora. Cuando el polvo es de metal o cerámica, el posprocesamiento mediante calentamiento funde el aglutinante, dejando solo el metal. El posprocesamiento de piezas de plástico suele incluir recubrimientos para mejorar el acabado superficial. También es posible pulir, pintar y lijar las piezas impresas con inyección de aglutinante de polímero.
La impresión por inyección de aglutinante es rápida y ofrece altas tasas de producción, lo que permite fabricar grandes volúmenes de piezas de forma más rentable que otros métodos de fabricación aditiva. La impresión por inyección de aglutinante para metales se puede utilizar en una variedad de metales y es popular para bienes de consumo, herramientas y repuestos en grandes cantidades. Sin embargo, la impresión por inyección de aglutinante para polímeros tiene una selección de materiales limitada y produce piezas con propiedades estructurales inferiores. Su valor reside en su capacidad para producir prototipos y modelos a todo color.
●Subtipos de tecnología de impresión 3D por inyección de aglutinante: inyección de aglutinante de metal, inyección de aglutinante de polímero, inyección de aglutinante de arena
●Materiales: arena, polímero, metal, cerámica, etc.
●Precisión dimensional: ±0,2 mm (metal) o ±0,3 mm (arena)
●Aplicaciones comunes: piezas metálicas funcionales, modelos a todo color, piezas fundidas en arena y moldes.
Ventajas: Bajo costo, gran volumen de impresión, piezas metálicas funcionales, excelente reproducción del color, alta velocidad de impresión, flexibilidad de diseño sin necesidad de soportes.
● Desventajas: Es un proceso de varias etapas para metales; las piezas de polímero no son duraderas.
Deposición de energía dirigida por polvo
La deposición de energía dirigida (DED) es un proceso de impresión 3D en el que el material metálico se deposita y funde simultáneamente mediante un potente suministro de energía. Esta es una de las categorías más amplias de impresión 3D, con numerosas subcategorías que dependen de la forma del material (alambre o polvo) y del tipo de energía (láser, haz de electrones, arco, ultrasonido, calor, etc.). En esencia, tiene mucho en común con la soldadura.
La tecnología se utiliza para imprimir capa por capa, a menudo seguida de Mecanizado CNC Para lograr tolerancias más estrictas, el uso de DED en combinación con CNC es tan común que existe un subtipo de impresión 3D llamado impresión 3D híbrida, que integra unidades DED y CNC en la misma máquina. Esta tecnología se considera una alternativa más rápida y económica para la fundición y forja de metales en volúmenes reducidos, así como para reparaciones críticas en aplicaciones de la industria petrolera y gasística en alta mar, y en los sectores aeroespacial, de generación de energía y de servicios públicos.
●Subtipos de deposición de energía dirigida: deposición de energía láser de polvo, fabricación aditiva por arco de alambre (WAAM), deposición de energía por haz de electrones de alambre, pulverización en frío
●Material: Diversos metales, alambres y polvos
●Precisión dimensional: ±0,1 mm
● Aplicaciones comunes: Reparación de piezas de alta gama para la industria automotriz/aeroespacial, prototipos funcionales y piezas finales.
Ventajas: Alta tasa de apilamiento, capacidad de añadir metal a componentes existentes.
● Desventajas: No se pueden crear formas complejas debido a la imposibilidad de fabricar estructuras de soporte, generalmente con un acabado superficial deficiente y poca precisión.
Laminación de láminas
La laminación de láminas es técnicamente una forma de impresión 3D y difiere notablemente de las técnicas mencionadas anteriormente. Consiste en apilar y laminar capas muy finas de material para crear un objeto o pila 3D, que posteriormente se corta mecánicamente o con láser para obtener la forma final. Las capas de material se pueden fusionar mediante diversos métodos, como calor y sonido, según el material, que puede variar desde papel hasta polímeros o metales. Al laminar piezas y luego cortarlas con láser o mecanizarlas para obtener la forma deseada, se genera más desperdicio que con otras técnicas de impresión 3D.
Los fabricantes utilizan la laminación de láminas para producir prototipos no funcionales y rentables a velocidades relativamente altas, que pueden utilizarse en la tecnología de baterías y para producir materiales compuestos, ya que los materiales utilizados pueden intercambiarse durante el proceso de impresión.
●Tipos de tecnología de impresión 3D: Fabricación de objetos laminados (LOM), Consolidación ultrasónica (UC)
●Materiales: Papel, polímero y chapa metálica
●Precisión dimensional: ±0,1 mm
●Aplicaciones comunes: prototipos no funcionales, impresión multicolor, fundición.
●Ventajas: Producción rápida e impresión compuesta
●Desventajas: baja precisión, alto desperdicio, algunas piezas necesitan postproducción
Existen diversos tipos de tecnología de impresión 3D (https://www.xmrex-tech.com/services/). Los siete tipos más comunes de tecnologías de fabricación aditiva en impresión 3D que se describen arriba son adecuados para diferentes escenarios de aplicación y materiales. Gracias al continuo avance tecnológico, la impresión 3D se está integrando gradualmente en la fabricación industrial, la medicina, la construcción, la educación y otros campos, demostrando un gran potencial de desarrollo y amplias perspectivas de aplicación.