ESTEREOLITOGRAFÍA SLA

Jul 23, 2017 | Tecnologías

Estereolitografía (SLA),  Procesado digital de luz (DLP, Digital Light Processing) y procesado de luz continuo (CDLP, Continuos Digital Light Processing). Esta entrada del blog se va a dedicar a describir el funcionamiento de las tecnologías que basan su funcionamiento en la foto polimeración de resinas plásticas.

Como de costumbre en la fabricación aditiva dentro de esta categoría definida en la ISO 17296 como VAT Photopolymerisation se encuentran muchas tecnologías afines entre las que destacan por más extendidas la denominada estereolitografía, conocida en ingles por sus siglas SL o SLA, o el procesado digital de luz o DLP (Direct Light Processing).

El principio de funcionamiento de foto polimerización consiste en aplicar una fuente de luz sobre una resina sensible a esta que se polimeriza pasando de un estado líquido a un estado sólido. La pieza se crea capa a capa; la plataforma de construcción deja un gap entre ella y la superficie de espesor el tamaño de capa predefinido que se rellena con resina líquida sobre la que se expone la fuente de luz curando la capa para repetir el proceso el número de veces correspondientes a las capas que tenga nuestro modelo.

Diagrama Fotopolimerización - Estéreolitografía SLA

El principio de funcionamiento de foto polimerización consiste en aplicar una fuente de luz sobre una resina sensible a esta que se polimeriza pasando de un estado líquido a un estado sólido

Las diferentes tecnologías que se engloban dentro de las VAT Photopolymerisation se distinguen en el tipo de luz que utilizan para solidificar la resina; SLA emplea un laser concentrado en un spot pequeño mientras que DLP utiliza luz emitida directamente por un proyector.

Estereolitografía SLA vs Digital Light Processing DLP

A gran escala la fotopolimerización de la resina se basa en sus componentes denominados fotoiniciadores; estos componentes reaccionan al recibir una fuente de luz de una determinada longitud de onda transformándose en radicales libres capaces de generar cadenas de polímeros a partir de los monómeros de los que está compuesta la resina en su estado líquido.

Las máquinas de SLA orientan el laser mediante un juego de espejos consiguiendo crear una trayectoria que barra toda la superficie a solidificar de cada capa mientras que las de DLP, al emplear un proyector, son capaces de crear cada capa toda a la vez.

Esquema tecnología SLA versus DLP

Como regla general se puede decir que mientras que DLP puede tener un ratio de fabricación más elevado también suele crear piezas de menor calidad. Una buena comparación de ambas tecnologías la podemos encontrar aquí.

Las precisiones alcanzadas mediante esta tecnología son superiores a los obtenidos en FDM, con tolerancias de fabricación muy precisa.

tecnología SLA versus DLP. Fuente FormLabs

Tecnología SLA vs. DLP. Fuente Formlabs.

Las precisiones alcanzadas mediante esta tecnología son superiores a los obtenidos en FDM, con tolerancias de fabricación muy precisa. Estas máquinas son capaces de realizar capas de espesores de 1 micra lo que confiere acabados superficiales excelentes.

A igual espesor de capa con la tecnología FDM el acabado superficial del SLA es muy superior como se puede apreciar en la imagen.

Aunque el número de resinas y su calidad se están incrementando notablemente los últimos años todavía las piezas fabricadas con estas resinas sufren de gran fragilidad. Sin embargo, con procesos de curado posterior mediante rayos UV, calor etc.. se consiguen mejorar considerablemente estas propiedades. Actualmente el uso de estas resinas está muy orientado a la fabricación de prototipos o incluso maquetas de gran calidad. Otro uso extendido es para moldes para inyección.

Entre los principales fabricantes de SLA encontramos a 3D SystemsEnvision a nivel profesional y Formlabs a nivel escritorio, con una gran calidad de piezas.

Un caso particular de DLP es el desarrollado por la empresa Carbon 3D; esta tecnología es análoga a un DLP continuo sin paradas (ellos lo han denominado CLIP – Continuous Liquid Interface Production. El CLIP permite que la pieza se fabrique de modo continuo sin tener que parar en cada capa para solidificar.

La gran ventaja del CLIP frente a SLA y DLP es la velocidad de fabricación

Carbon 3D Clip - Continuous Liquid Interface Production. Fuente Carbon 3D

Carbon 3D Clip – Continuous Liquid Interface Production. Fuente Carbon 3D

La gran ventaja del CLIP frente a SLA y DLP es la velocidad de fabricación; el incremento obtenido con esta técnica es sorprendente, realizando piezas entre 25 y 100 veces más rápido que las principales máquinas de SLA.

Para terminar un poco de historia; la tecnología SLA fue la primera en irrumpir en la escena de la impresión 3D y la primera máquina data de 1983; su inventor fue Chuck Hull que posteriormente fundaría 3DSystems.

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