Guía completa: La impresión 3D por laminación, ¡te explicamos todo!

Existen diversas tecnologías que pueden englobarse dentro de la fabricación aditiva. Aunque las más comunes, como FDM y SLA, son muy conocidas en el sector, otras pueden ser más específicas. Tomemos como ejemplo la impresión 3D por laminación, un proceso único de prototipado rápido que combina elementos aditivos y sustractivos. Esto lo convierte en un actor distintivo en el panorama de la impresión 3D.

La historia de la laminación se remonta a su desarrollo en 1991, cuando una empresa llamada Helisys introdujo la fabricación de objetos laminados, un proceso en el que se fusionaban láminas de material y se utilizaba un láser guiado digitalmente para recortar los objetos deseados. Más tarde, en 2003, los hermanos Conor y Fintan MacCormack desarrollaron su propia versión del proceso. Utilizaron papel de oficina normal y una impresora de inyección de tinta para imprimir los diseños, construyendo gradualmente el objeto capa a capa. A continuación, utilizaban una cuchilla de tungsteno para cortar el exceso de papel y obtener el diseño final.

La descatalogada máquina de modelado rápido de prototipos Helisys LOM-2030, construida en 1997. (Créditos: KJ Auktion)

Los hermanos MacCormack llevaron su innovación al ámbito comercial a través de su empresa, Mcor Technologies. Continuaron mejorando el proceso introduciendo la impresión en color CMYK para crear objetos más coloridos adecuados para fines promocionales o de creación de prototipos visuales. Este nuevo enfoque, conocido como laminación por deposición selectiva (SDL), consistía en imprimir en color las hojas de papel antes de pegarlas y cortarlas selectivamente. El adhesivo se aplicaba sólo en las zonas correspondientes al diseño, lo que facilitaba el corte del objeto final a partir del material de desecho. Pero, ¿cómo ha seguido evolucionando desde entonces? ¿Cuándo se utiliza? Para entender mejor este interesante proceso, hemos desarrollado esta guía sobre la impresión 3D por laminación.

¿Cómo funciona la impresión 3D por laminación?

A diferencia de la mayoría de las tecnologías de impresión 3D que construyen objetos capa por capa, la fabricación por laminación adopta un enfoque único. Como hemos mencionado, el proceso implica el uso de una cortadora láser para dividir secciones de material y revelar gradualmente la forma final. El proceso es una combinación de técnicas de fabricación aditivas y sustractivas.

Inicialmente, la laminación implica el proceso aditivo de unir capas de material mediante una sustancia adhesiva. Estas capas se apilan cuidadosamente unas sobre otras, creando un bloque sólido. Una vez ensamblado el bloque, entra en juego el componente sustractivo gracias a la cortadora láser de alta precisión que talla meticulosamente las formas y contornos de cada capa. Este paso garantiza que cada capa tenga una forma intrincada para encajar perfectamente con las capas superiores e inferiores, lo que da como resultado objetos 3D con capas estrechamente fusionadas. La combinación de pasos aditivos y sustractivos en la laminación permite la producción de objetos robustos, complejos y con formas precisas, lo que la convierte en una técnica prometedora para diversas aplicaciones en todos los sectores.

El proceso consiste en pegar y cortar láminas de material capa a capa mediante corte por láser. (Créditos: Manufacturing Guide Sweden AB)

La versatilidad de la laminación se extiende a su capacidad para procesar diversos materiales, como papel, metal, plástico y materiales compuestos. El papel es la materia prima más popular, ya que ofrece propiedades similares a la madera cuando se lamina, pero también puede combinarse con resinas de fraguado duro para aumentar la rigidez. También pueden utilizarse otros materiales, como el metal y el plástico, pero pueden plantear algunos problemas y requerir consideraciones adicionales.

Las aplicaciones de la laminación son amplias, desde la creación rápida de prototipos de diversas formas y tamaños hasta la producción de accesorios de marketing y modelos arquitectónicos a todo color. Esta tecnología es especialmente adecuada para las empresas que buscan soluciones internas de prototipado en entornos de oficina. Además, la tecnología de laminación puede utilizarse para crear patrones de sacrificio para procesos de fundición en arena o a la cera perdida, lo que permite producir formas y diseños complejos.

Objetos fabricados mediante impresión 3D por laminación. (Créditos: MKS Technologies Pvt Ltd)

Ventajas y limitaciones

Como cualquier otra tecnología, la laminación tiene sus pros y sus contras. En el lado positivo, la laminación es un método rentable que emplea materiales relativamente baratos, como papel u hojas de plástico. Destaca por su capacidad para producir objetos de mayor tamaño, lo que lo hace adecuado para crear prototipos y modelos de dimensiones considerables. Los objetos resultantes presentan una buena integridad estructural gracias a la fuerte unión de las capas, siendo útil para pruebas funcionales y validación de diseños. El proceso de construcción por laminación minimiza la necesidad de estructuras de soporte intrincadas, reduciendo así el uso de material de soporte adicional y los esfuerzos de postprocesado.  La laminación también consigue un acabado superficial más liso en las caras expuestas de los objetos, lo que reduce la necesidad de extensos trabajos de postratamiento.

En cambio, la impresión 3D por laminación también tiene sus inconvenientes. La tecnología está limitada a una serie de materiales, como el papel, el plástico o los compuestos, que pueden no ser adecuados para determinadas aplicaciones de alto rendimiento. La velocidad de producción puede ser relativamente lenta, sobre todo en el caso de diseños complejos, lo que puede dificultar los proyectos urgentes. La naturaleza del proceso también da lugar a costuras visibles o líneas de capas en la superficie del objeto, lo que puede afectar a su estética general. Esto puede hacer que la laminación no alcance el mismo nivel de detalle y precisión que otros métodos de impresión 3D, lo que podría suponer una limitación para proyectos que requieran complejidades. Otra desventaja es la generación de residuos durante el proceso de corte, que pueden no ser fácilmente reciclables y plantea consideraciones medioambientales.

Aunque la laminación no puede sustituir a otras técnicas de impresión 3D, sigue siendo una opción convincente para determinadas aplicaciones. Su rentabilidad y su capacidad para producir prototipos visuales la convierten en una opción atractiva para la creación rápida de prototipos. Sin embargo, las empresas que deseen invertir en su primera impresora 3D deben evaluar sus necesidades específicas y tener en cuenta factores como la disponibilidad de hardware y el apoyo de los usuarios dentro de la comunidad.

En conclusión, la fabricación aditiva por laminación tiene su nicho en el panorama de la industria 3D. Con su combinación única de procesos aditivos y sustractivos, su asequibilidad y el uso de papel como materia prima, la laminación sigue siendo una opción interesante para la creación rápida de prototipos y determinadas necesidades de modelado. A medida que la tecnología siga avanzando, las técnicas de fabricación aditiva adyacentes a la laminación, como la consolidación por ultrasonidos, una técnica de impresión 3D a baja temperatura para metales, podrían convertirse en herramientas aún más potentes en la fabricación moderna.

¿Qué piensas de la tecnología de impresión 3D por laminación? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, Twitter y Youtube. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.

*Créditos foto de portada: Wevolver