Sugerencia de Diseño

Creación rápida de prototipos con la estereolitografía

La impresión 3D con estereolitografía (SL) crea prototipos complejos con rapidez y precisión

La estereolitografía, o SL, surgió a mediados de los años 80 y se estableció como un elemento básico de la fabricación aditiva (AM) durante la década posterior. Desde ese momento, la capacidad de la SL para crear de forma rápida y precisa prototipos complejos ha ayudado a transformar el mundo del diseño como nunca antes se había visto.

Illustration of SL process
La estereolitografía utiliza un láser UV para endurecer miles de capas individuales en una pieza final.

Al igual que con otros procesos de AM, como el sinterizado selectivo por láser (SLS) y el sinterizado directo de metal por láser (DMLS), la SL se basa en el láser para realizar el trabajo más pesado. Las piezas se construyen mediante el endurecimiento de capas finas de resina termoestable líquida, utilizando un láser ultravioleta (UV) que dibuja sobre la superficie de la resina, pasando de una capa líquida a una capa sólida. A medida que se va completando cada una de las capas, se vierte resina fresca, sin endurecer, sobre la capa anterior, y se repite el proceso hasta la finalización de la pieza. En las piezas de SL se requiere un proceso posterior a su construcción, en el que se someten a un ciclo de endurecimiento mediante UV para solidificar totalmente la superficie exterior de la pieza y para finalizar cualquier requisito de acabado de superficie adicional.

Imitación de termoplástico

A diferencia de las antiguas generaciones de SL, las máquinas actuales ofrecen una amplia gama de materiales entre los que elegir, con diferentes combinaciones capaces de imitar de forma eficaz el polipropileno, el ABS y los policarbonatos rellenos de vidrio. Proto Labs ofrece muchas variaciones de estos materiales:

  • Accura Extreme White: Una resina flexible y duradera que imita a un polipropileno rígido o a un ABS de uso general. Puede soportar tratamientos mecánicos contundentes y es perfecta para detalles finos, como esquinas pronunciadas, paredes finas, orificios pequeños, etc.
  • Renshape 7820: Un plástico negro y opaco que bloquea prácticamente toda la luz visible, y que proporciona unas propiedades de material similares a las de un plástico ABS.
  • Accura Clearvue: El material Clearvue también imita las propiedades del plástico ABS de uso general, aunque tiene un aspecto entre translúcido y transparente, y que puede tener un acabado con un alto nivel de transparencia para modelos en los que prime el aspecto.

Tenga en cuenta el término "imitación de termoplástico". Es una importante distinción en la que las propiedades mecánicas de los materiales de SL solo imitan las de su pieza moldeada. Si necesita golpear su prototipo con un mazo, o dejarlo al sol durante varios meses, recuerde que las piezas de SL no proporcionan la misma resistencia y durabilidad que las piezas sinterizadas, fundidas, mecanizadas o moldeadas. Esto hace que la SL sea la opción lógica para prototipos donde la validación de su forma y ajuste, aunque no necesariamente de su función, sea el factor más importante. Los ingenieros de atención al cliente de Proto Labs pueden guiarle durante la selección de los materiales y del proceso de fabricación en el caso de que necesite ayuda.

Una resolución excelente

A pesar de las diferencias en las propiedades de los materiales, la SL es la clara vencedora frente al SLS en términos de precisión de las piezas y acabado de las superficies. Son disponibles resoluciones normales y altas, que ofrecen grosores de capas que van de 0,1 a 0,025 mm, y detalles de piezas de tan solo 0,05 mm. Esto significa que es posible obtener detalles finos y superficies estéticas, con un nivel de "escalones" mínimo en comparación con piezas impresas mediante procesos como el modelado por deposición fundida (FDM).

La SL también ofrece ventajas en lo que respecta al tamaño de las piezas: ¿necesita un prototipo para la carcasa de una maleta? ¿O para la cubierta de un cortacésped? Es muy probable que la SL pueda serle de ayuda. Nuestro tamaño máximo de construcción de Proto Labs es de 736 mm x 635 mm x 533 mm.

Otras consideraciones

No utilice este proceso para orificios extremadamente pequeños, ya que la viscosidad relativamente elevada de la resina foto-curable utilizada con la SL puede generar problemas durante el proceso posterior a la construcción. Si está intentando construir un moderno escurridor de pasta muy fina, con orificios de tan solo 0,12 mm, es probable que la SL no sea la mejor opción para la creación de un prototipo. Las paredes finas también se deben controlar. Por ejemplo, la tapa de un recipiente para sándwiches de alta tecnología debería tener unas paredes de, como mínimo, entre 0,75 y 1 mm de grosor.

Final SL parts
Las piezas finales de SL cuentan con estructuras de soporte que se pueden retirar fácilmente al avanzar en el proceso. Los soportes ayudan a evitar que las diferentes partes de la pieza se distorsionen durante su construcción.

Tenga en cuenta que podemos crear estructuras temporales que sirvan de soporte para su pieza durante el proceso de construcción, aunque se retiran antes de la entrega y, normalmente, no se puede encontrar ninguna evidencia de su uso. También podemos elegir orientar la pieza de trabajo para facilitar su construcción, en cuyo caso, el aspecto estético de algunas superficies podría verse afectado. Si algunos detalles estéticos de su pieza requieren un elevado nivel de acabado de superficie, indique cuáles son estas superficies cuando envíe su diseño.

Formatos de archivo CAD en 3D para SL

Como formato de archivo CAD en 3D preferido para SL, Proto Labs acepta los archivos STL. La mayoría de los sistemas CAD comerciales pueden generar archivos STL, el formato nativo de cualquier máquina SL, pero si el suyo no tiene esta función, nuestro consejo es que utilice un formato de archivo neutro, como un archivo IGES o un archivo STEP. En cualquier caso, evite el uso de los generadores STL gratuitos que se pueden encontrar el Internet. Algunos tienden a crear archivos STL incompletos, lo cual supone un mayor tiempo de corrección retrasos en la producción.

La SL tiene un papel importante en el proceso de diseño. Cubre el vacío entre los modelos digitales y las piezas mecanizadas o moldeadas mediante inyección, ofreciéndonos la oportunidad de tocar y probar los prototipos en cuestión de días. De este modo, se pueden evitar costosos errores, se reducen los costes de desarrollo y se crean mejores productos a largo plazo.

Visite protolabs.es para obtener más información acerca de la estereolitografía y las normas de diseño clave para la creación de mejores piezas mediante el uso de la SL.