El modelado por deposición fundida (FDM) se ha convertido en uno de los principales métodos de impresión 3D para la creación de prototipos y la fabricación de bajo volumen.
Selección de materiales
El primer paso en el proceso FDM es seleccionar el material termoplástico adecuado. Las opciones más comunes son ABS, PLA, PETG y polímeros de alto rendimiento como el nailon y el policarbonato. Estos materiales están disponibles en una amplia gama de colores y propiedades, lo que permite su personalización en función de los requisitos de la pieza.
Impresión de la pieza
La impresora 3D calienta el filamento seleccionado hasta su punto de fusión, extruyéndolo a través de la boquilla sobre la plataforma de construcción. Cada capa de material se adhiere a la anterior, formando la pieza. Este proceso continúa hasta que se completa toda la pieza.
Enfriamiento y solidificación
Una vez impresa la pieza, se enfría y solidifica, adoptando su forma final. En función de la complejidad del diseño, pueden añadirse estructuras de soporte adicionales para garantizar la estabilidad durante la impresión, que se retiran después.
Tratamiento posterior
Una vez impresa la pieza, puede ser necesario un postprocesado para eliminar las estructuras de soporte y mejorar el acabado de la superficie. Esto puede incluir lijar, pintar o aplicar revestimientos para mejorar el aspecto y la funcionalidad de la pieza.
¿Cuáles son los retos de la FDM?
La tecnología FDM ofrece numerosas ventajas, pero conlleva una serie de retos que pueden afectar a la calidad y la velocidad de producción.
Propiedades limitadas de los materiales
Aunque el FDM admite una gran variedad de materiales, puede que no sean adecuados para todas las aplicaciones. Los termoplásticos, aunque resistentes y duraderos, pueden no cumplir los estrictos requisitos de materiales necesarios para sectores como el aeroespacial, donde se requiere resistencia a altas temperaturas o una fuerza extrema.
Problemas de adherencia de las capas
Un reto común en FDM es garantizar una fuerte adhesión entre las capas. Si las capas no se adhieren correctamente, la pieza puede desprenderse o fallar bajo tensión. Este problema es especialmente frecuente en geometrías complejas o cuando se utilizan determinados materiales. Ajustar la configuración de impresión, como la temperatura de la boquilla y la velocidad de impresión, puede ayudar a mitigar estos problemas.
Acabado superficial
Aunque las piezas FDM son funcionales, el acabado de la superficie suele requerir un tratamiento posterior para cumplir los estándares estéticos. El proceso de construcción capa por capa deja líneas visibles en la superficie, que pueden no ser aceptables para todas las aplicaciones. El lijado, el alisado o el revestimiento pueden resolver este problema, pero añaden tiempo y costes al proceso de producción.
Tamaño y resolución de la construcción
Las máquinas FDM suelen estar limitadas en cuanto al tamaño de las piezas que pueden producir. Las piezas grandes pueden tener que imprimirse en secciones y luego ensamblarse, lo que añade complejidad al proyecto. Además, la resolución de la impresora, determinada por el tamaño de la boquilla y el grosor de la capa, puede no alcanzar el detalle fino necesario para determinados diseños.
Alabeo y contracción
Al enfriarse, el material termoplástico puede encogerse o alabearse, sobre todo en piezas grandes. Esto puede provocar imprecisiones dimensionales y deformar la pieza. Para mitigarlo, puede ser necesaria una adhesión adecuada del lecho, un control de la temperatura y modificaciones en el diseño.