SLA vs DLP: ¿Qué tecnología 3D de resina escoger?

Desde la invención de la estereolitografía (SLA) en 1984 por Charles Hull, han surgido múltiples tecnologías como FDM, SLS, MJF, etc. Algunos incluso derivan de SLA, como el procesamiento de luz digital (DLP). Como sabemos, cada uno de estos procesos está destinado a diversas industrias y aplicaciones. Hoy nos centraremos en las tecnologías SLA y DLP, y determinaremos sus características para establecer una comparación entre los dos procesos. Y aunque las dos tecnologías tienen muchas cosas en común, existen algunas diferencias notables. ¿Cómo funcionan estas tecnologías? ¿Qué materiales se pueden utilizar? ¿Quiénes son los principales fabricantes? ¡Aquí te lo explicamos todo!

Tecnologías SLA y DLP

Si bien los procesos de impresión SLA y DLP tienen varias diferencias, existen algunas similitudes entre los dos. Ambos exponen fotopolímeros líquidos a una fuente de luz. Cada uno cuenta con un tanque de resina y están pensados ​​para imprimir modelos pequeños con detalles precisos. Ambos métodos son compatibles con materiales flexibles o duros, y pueden imprimir materiales compuestos, reforzados con vidrio o cerámica, por ejemplo. Además, las piezas impresas son relativamente frágiles, susceptibles de deteriorarse si se exponen al sol, pudiendo llegar a provocar deformaciones en las piezas.

Siendo la primera tecnología de impresión 3D desarrollada, en 1984, la estereolitografía se considera hoy uno de los procesos de impresión 3D más precisos del mercado. En este caso, la fuente de luz utilizada es un láser. El láser barre el tanque de resina moviéndose a lo largo del eje horizontal y solidifica el material capa por capa. En la actualidad existen dos tipos de máquinas: aquellas en las que el láser actúa de arriba hacia abajo, con una placa que desciende con cada nueva capa; y los que tienen un láser que actúa de abajo hacia arriba, con una plataforma que sube a medida que avanza. El método SLA consigue superficies lisas y un espesor de capa de 0,05 a 0,01 mm, lo que permite la impresión de objetos con capas extremadamente finas.

Derivado de la tecnología de proyección de imágenes (década de 1980), el proceso de procesamiento de luz digital (DLP) utiliza un proyector como fuente de luz. De esta forma, todo el tanque de resina recibe la luz con una única proyección. En este proceso se utiliza un dispositivo de microespejos digitales (DMD), ubicado entre el proyector y la resina. Consta de varios espejos microscópicos controlados y activados individualmente: si están activos, reflejarán la luz hacia la resina y la fotopolimerizarán. Algunas impresoras 3D han reemplazado este DMD con una pantalla LCD, reduciendo drásticamente el precio de la máquina.

Diagramas de proceso de impresión SLA y DLP | Créditos: 3D Hubs / bitfab

Se considera que el proceso DLP es más rápido que la estereolitografía, ya que no funciona punto por punto. Sin embargo, debido al tamaño del proyector, las impresoras DLP son más grandes. La mayoría de las veces, el tanque de resina en las máquinas DLP es menos profundo que los utilizados por el proceso SLA. La última diferencia entre las tecnologías SLA y DLP está en el mantenimiento. Las impresoras DLP requieren poco mantenimiento y, a menudo, son más fáciles de reparar; la presencia del láser en las máquinas SLA hace que su supervisión sea más compleja.

Calidad de impresión

La calidad de impresión suele ser un factor decisivo a la hora de elegir entre dos tecnologías. Si la impresión 3D se va a utilizar para la producción de piezas acabadas, el nivel de detalle, la estructura y la superficie juegan un papel muy importante. En principio, se puede decir que las dos tecnologías permiten diseñar modelos precisos y de alta resolución con el máximo nivel de detalle. Sin embargo, no solo el proceso en sí es decisivo para la calidad de la impresión, sino también la elección del material. Este último a menudo depende del fabricante, ya que la mayoría de las máquinas no son del todo compatibles.

Al imprimir con el proceso SLA, la resina se polimeriza punto por punto en la cama de impresión. Cuanto más grande sea la pieza, más tiempo de impresión se requerirá ya que el láser tendrá que atravesar toda la placa. Sin embargo, no hay pérdida de calidad a causa del tamaño, y se puede lograr una resolución de hasta 25 micrones.

La tecnología DLP permite un espesor de capa de hasta 5 micrones. Sin embargo, es importante tener en cuenta que las impresoras 3D DLP pueden crear un fenómeno de «escalonado» en el producto final debido a la proyección de píxeles, que afecta la superficie final de las piezas impresas. Al imprimir componentes grandes, pueden producirse pérdidas de calidad en los extremos. De hecho, el centro de la placa recibe la mayor concentración de energía del proyector, mientras que la luz se difunde gradualmente en los bordes.

Fuente: Formlabs

Características técnicas

Velocidad de impresión

En términos de velocidad de impresión, la tecnología DLP es la clara ganadora. Debido a que DLP cura una capa completa de resina de una sola vez, el proceso de impresión es mucho más rápido. A diferencia del proceso SLA, en el que la resina se cura punto por punto, en el proceso DLP solo la altura del componente afecta la velocidad de impresión.

Volumen de impresión

Por lo general, la estereolitografía no se usa necesariamente para producir componentes grandes debido al alto coste de los materiales en comparación con otros procesos. Además, el volumen de construcción está limitado al tamaño del tanque que contiene la resina líquida. El volumen de fabricación de las impresoras Formlabs 3L SLA es de 300 x 335 x 200 mm y de 1500 x 750 x 550 mm para 3D Systems Pro X 950. Para las impresoras DLP, el volumen de fabricación de la máquina Envison TEC Xtrem 8K es de 450 x 371 x 399 mm y 400 x 330 x 500 mm para el modelo Carima DM400A.

Postratamiento

En todos los procesos de impresión 3D de resina, el posprocesamiento de las piezas es necesario. Esto se debe a que, en la impresión de modelos muy delgados, las estructuras de soporte son necesarias y deben retirarse después del curado. Este paso puede llevar mucho tiempo y es probablemente uno de los mayores inconvenientes de la impresión 3D de resina. En esta comparativa, las diferencias en el posprocesamiento están relacionadas principalmente con el material utilizado, tanto en el proceso SLA como en el DLP. Además de limpiar las partes de la resina líquida con alcohol isopropílico (IPA) o éter monometílico de tripropilenglicol (TPM), también se cuenta el secado, la eliminación de los soportes, un posible post-curado y, si es necesario, el lijado y pintado de las partes.

En principio, se puede decir que el posprocesamiento en el proceso de SLA y DLP no solo puede llevar mucho tiempo, sino que también requiere un cierto grado de experiencia por parte del usuario, o debe dejarse en manos de especialistas. El posprocesamiento en la impresión 3D suele ser un desafío para los usuarios, razón por la cual algunas empresas ya se han especializado en optimizar o automatizar este paso.

Casos de aplicación

Cuando se trata de casos de aplicación, las tecnologías SLA y DLP se utilizan principalmente en industrias similares. En particular, las industrias de la joyería y la odontología usan regularmente la impresión 3D de resina. Por ejemplo, el fabricante Formlabs ofrece varias resinas destinadas a los profesionales del sector de la salud. Muchas empresas los utilizan para crear todo tipo de dispositivos médicos, como guías quirúrgicas. Pero debido a la amplia variedad de materiales disponibles, muchas otras industrias también utilizan la impresión 3D de resina. Ya sea para prototipos, moldes de inyección o incluso ingeniería, existen varias resinas adecuadas.

Principales fabricantes

Uno de los principales fabricantes de la tecnología SLA sigue siendo 3D Systems, la empresa fundada por Charles Hull. Pero con el tiempo han ido surgiendo otras compañías. Este es el caso de Formlabs, que se ha establecido como líder en impresoras 3D SLA. Y además de suministrar máquinas de resina, la empresa americana también ofrece muchos materiales distintos, como Castable Wax 40 Resin para el sector dental. Con su gama de impresoras XFAB, el fabricante DWS también ofrece máquinas basadas en la estereolitografía.

Cuando se trata de impresoras 3D DLP, EnvisionTEC, fundada en 2002, es considerada pionera en la tecnología. Y al igual que B9 Creator y Asiga, varias empresas se inspiraron en el proceso DLP para desarrollar sus impresoras. También podemos mencionar a los fabricantes que han confiado en el proceso DLP para ofrecer una tecnología más rápida: Carbon 3D con Digital Light Synthesis (DLS) que puede controlar los flujos de oxígeno, o Photocentric and Daylight Polymer Printing (DPP). Además, la empresa francesa Prodways también ha patentado un proceso similar al DLP: la tecnología MOVINGLight.

Precio

En la mayoría de los casos, las máquinas DLP son más baratas que las SLA, pero como ocurre con todas las líneas de impresoras 3D, es necesario distinguir entre soluciones de escritorio e industriales.

Para las impresoras SLA, la máquina más accesible es la Form 2 de Formlabs. Con un volumen de impresión de 145 x 145 x 175 cm, la Form 2 cuenta con una precisión puntual de alrededor de 145 micrones. Fue lanzada al mercado en 2015 y aún está disponible desde $2,400, sin embargo, Formlabs ha dejado de fabricarlas y desde entonces cuenta con una nueva gama compuesta por la Form 3 y la Form 3L. En promedio, el precio de las impresoras 3D SLA está entre $3,000 y $4,000. Sin embargo, si estás buscando maquinaria industrial, los precios suben drásticamente. Por ejemplo, las soluciones SLA industriales de 3D Systems se comercializan a precios de hasta $500.000. Además, las máquinas cuyo láser funciona de arriba a abajo generalmente son más caras.

Por otro lado, las impresoras 3D DLP son mucho más baratas y accesibles a muchos entusiastas de la fabricación aditiva. La empresa Anycubic vende varias máquinas DLP a precios que rondan los $200, como es el caso de su impresora Photon Zero. Las máquinas para profesionales, incluidas las que ofrece EnvisionTEC para la industria dental y de la joyería, están disponibles a partir de $15,000. Pero como siempre, según el fabricante, los precios varían. El fabricante Asiga también ofrece impresoras 3D DLP para profesionales, pero con precios en torno a los $1.000.

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