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Proceso de impresión FDM: Producción personalizada para sus necesidades
El proceso de impresión FDM se ha convertido en una de las tecnologías clave de la impresión 3D, pero ¿qué hay realmente detrás de esta tecnología?
El modelado por deposición fundida (FDM) permite fabricar objetos físicos procesando filamento de plástico fundido depositado capa a capa. Este proceso también se conoce como fabricación mediante filamento fundido (FFF).
La impresión FDM puede utilizarse en muchos ámbitos, desde prototipos industriales hasta aplicaciones particulares, ya que el proceso combina facilidad de uso y versatilidad.
igus ofrece a los usuarios de la impresión FDM filamentos especialmente desarrollados con plásticos de alto rendimiento para su uso en impresoras 3D estándar. Estos materiales son más duraderos que los plásticos convencionales y resultan ideales para piezas resistentes al desgaste en aplicaciones móviles.
Descubra en esta página:
¿Dónde se utiliza el proceso de impresión FDM?
El modelado por deposición fundida (FDM) se utiliza como proceso de fabricación de componentes en una amplia variedad de aplicaciones, entre las que se incluyen:
Máquinas de llenado y envasado: p.ej., para volteadores de productos en cintas transportadoras.
Creación de prototipos: Para series de pruebas rápidas y desarrollos de diseños
Ingeniería mecánica y de instalaciones: Herramientas, dispositivos, sustitución de piezas de plástico mecanizadas.
Aeroespacial: Geometrías ligeras y complejas para simulaciones o componentes de prueba
Industria del automóvil: Prototipos funcionales, soportes y lotes pequeños
Tecnología médica: Modelos y prototipos personalizados para la planificación quirúrgica
Proyectos personales & Bricolaje: Aplicaciones como diseños de joyas, fabricación de maquetas y objetos decorativos para el hogar.
La impresión FDM en la práctica
Pinzas impresas en 3D libres de mantenimiento
Carecos Kosmetik GmbH necesitaba pinzas de producción que sujetaran las tapas y las enroscaran en los envases. Anteriormente, se fabricaban mediante mecanizado a partir de aluminio, lo que suponía unos costes de hasta 10.000 euros por pinza y un plazo de fabricación de seis semanas. Gracias al filamento iglidur i150, optimizado desde el punto de vista tribológico, igus pudo ofrecer una solución rápida y rentable. Las pinzas de plástico son más ligeras, hasta 50 veces más resistentes al desgaste y se pueden imprimir en un plazo de entre 10 y 12 horas. El resultado: un ahorro de costes del 85% y una producción un 70% más rápida. Ideal para la producción automatizada en una amplia variedad de sectores.
Volteador de productos de iglidur i150 para el llenado de bebidas
En el sector de las bebidas, los volteadores de productos se fabricaban anteriormente con varillas de acero o bloques de material mecanizados, lo que suponía unos costes elevados, un gran desperdicio de material y largos plazos de entrega. igus ha desarrollado una alternativa impresa en 3D fabricada con filamento iglidur i150. El volteador de latas impreso cuenta con una estructura en espiral especial que gira las latas con precisión y las prepara para un llenado sin errores. Este componente ofrece la misma funcionalidad que la solución anterior, pero reduce los costes de producción hasta en un 70%. Puede procesar hasta 60 000 latas por hora, no requiere mantenimiento y su diseño se puede adaptar con flexibilidad a cualquier tamaño de lata.
Patines para segadoras flotantes
Las segadoras flotantes eliminan la hierba de las orillas de los lagos. Las cuchillas de corte se tensaban mediante patines metálicos, que sufrían un rápido desgaste debido a la suciedad y la humedad, por lo que había que sustituirlos tres veces por temporada. Los repuestos generaban unos costes elevados. Como alternativa robusta y rentable, se desarrollaron patines fabricados mediante impresión 3D con iglidur i180. Estos componentes son hasta 15 veces más económicos, 50 veces más resistentes al desgaste y funcionan libres de lubricación gracias a los lubricantes sólidos que contienen. La impresión 3D mediante FDM también permite una fabricación y entrega rápidas y flexibles, lo que reduce considerablemente las necesidades de mantenimiento y los costes totales.
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Ventajas del proceso de impresión FDM
Cuando se trata de obtener resultados rápidos y un funcionamiento sencillo, el proceso FDM es una opción consolidada:
- Amplia variedad de materiales: Además de plásticos estándar como PLA y ABS, que también se utilizan en inyección, también pueden emplearse polímeros de alto rendimiento. igus ofrece una amplia gama de plásticos resistentes al desgaste, incluidos materiales aptos para uso alimentario, resistentes a productos químicos y resistentes a altas temperaturas.
- Impresión multicolor y capacidad multimaterial: Con FDM, se pueden combinar distintos filamentos en un mismo proceso de impresión para imprimir componentes con distintas propiedades.
- Facilidad de uso: El sencillo funcionamiento de la mayoría de las impresoras 3D hace que el proceso resulte especialmente atractivo para principiantes.
- Fabricación rápida: Los componentes pequeños se imprimen rápidamente, ideal para prototipos y lotes pequeños.
- Rentabilidad: Las impresoras FDM suelen ser más económicas, tanto en la compra como en el funcionamiento, que otros sistemas. Los materiales son económicos y fáciles de conseguir, lo que permite mantener bajos los costes de funcionamiento. El proceso también destaca por ser limpio, sin necesidad de equipo de protección ni dispositivos adicionales, como limpiadores por ultrasonidos.
Limitaciones de la impresión FDM
Aunque el proceso de impresión FDM es muy versátil, presenta ciertas limitaciones en determinados ámbitos:
- Menor nivel de detalle: Líneas de capa visibles y menor precisión en comparación con procesos como SLA o SLS.
- Postprocesado: En función de los requisitos de calidad de la superficie, las estructuras de soporte y las líneas de capa pueden requerir un procesamiento adicional, p.ej. lijado o pintado.
- Volumen de producción limitado: la tecnología FDM resulta menos rentable para la producción en serie. Para grandes volúmenes, la fabricación por inyección ofrece claras ventajas en cuanto a velocidad y costes por pieza.
¿Cuándo tiene sentido cada procedimiento?
A veces, las geometrías complejas, una mayor precisión en los detalles o la necesidad de fabricar componentes especialmente resistentes requieren una tecnología de impresión 3D diferente igus ofrece un servicio de impresión 3D para piezas personalizadas mediante los procesos FDM, SLS y DLP. ⯈ Más información sobre el servicio de impresión 3D
La siguiente tabla compara la impresión FDM con estas otras tecnologías:
| Criterio | FDM | SLS | DLP |
|---|---|---|---|
| Estabilidad dimensional | Menos preciso | Exactamente | Muy preciso |
| Calidad de la superficie | Capas visibles | Suave, sin apenas líneas de capa | Muy suave |
| Propiedades mecánicas | Mayor anisotropía en la resistencia, material reforzado con fibra disponible | Sólo ligera anisotropía | Estructura muy homogénea, resistencia isótropa |
| ¿Son posibles las formas complejas? | Restringido, se necesitan estructuras de apoyo | Muy bueno, no requiere estructuras de apoyo | Muy bien, detalles finos posibles |
| Duración de la impresión | Rápido para piezas individuales | Rápido con mayores cantidades | Rápido con mayores cantidades |
| Coste | Económico | Precio medio | Costes bastante más elevados |
| Características especiales en igus | Posibilidad de impresión multimaterial de grandes componentes | Producción en serie, alta precisión dimensional | Posibilidad de detalles extremadamente finos |
Explicaciones adicionales
La anisotropía describe las propiedades de un material que dependen de la dirección.
En la impresión FDM, la estructura en capas da lugar a diferencias de estabilidad y resistencia, especialmente entre el plano de impresión (X/Y) y la dirección vertical (Z).
En la dirección Z, la pieza suele presentar una menor resistencia debido a una adhesión más débil entre las capas.
Por ello, la orientación de la pieza debe seleccionarse de manera que, en la medida de lo posible, la carga actúe en la dirección de mayor resistencia.
La isotropía significa que un material se comporta de la misma manera en todas las direcciones, independientemente de la dirección de la carga.
En la impresión FDM, esto no ocurre de forma inherente, ya que las capas se unen entre sí de manera diferente. La optimización de los parámetros de impresión y una orientación adecuada de la pieza ayudan a favorecer un comportamiento más isotrópico.
Materiales para impresión FDM
La elección correcta del material determina el rendimiento de un componente impreso en 3D. En la impresión FDM, existe una amplia variedad de materiales, desde filamentos estándar fáciles de procesar hasta plásticos de alto rendimiento capaces de satisfacer incluso los requisitos más exigentes.
Tribofilamentos igus resistentes al desgaste
El POM, el PE y el PA destacan por sus buenas propiedades de desslizamiento y su estabilidad dimensional, pero son difíciles o incluso imposibles de usar mediante impresión 3D. Con sus filamentos iglidur, igus ofrece una alternativa a estos materiales que resulta fácil de usar. Para aplicaciones en las que los plásticos técnicos convencionales alcanzan sus límites, por ejemplo, en componentes sometidos a movimiento continuo o a una elevada fricción, igus ofrece diferentes filamentos con una resistencia al desgaste excepcionalmente alta. Descubre nuestra amplia gama, desde productos versátiles y fáciles de procesar hasta soluciones para condiciones de aplicación exigentes.
¿Cómo funciona el proceso de impresión por FDM? Un vistazo a la tecnología
El proceso de impresión FDM funciona según un principio sencillo: el filamento de plástico se calienta, se funde y se extruye capa a capa hasta que el objeto está completamente construido.
- Alimentación del material: El filamento de plástico se desenrolla de una bobina y se introduce de forma uniforme en el cabezal de impresión de la impresora 3D.
- Procesamiento del material: El filamento se calienta en el cabezal de impresión -a temperaturas de entre 190 °C y 450 °C, según el material- y se extruye fundido como un filamento fino.
- Construcción de capas: El cabezal de impresión se desplaza con precisión a lo largo de las trayectorias especificadas por el modelo 3D y deposita el material fundido capa a capa. El enfriamiento rápido hace que el plástico se solidifique de inmediato y que las diferentes capas se adhieran entre sí. De este modo, la pieza se va creando progresivamente.
Factores a tener en cuenta a la hora de planificar la impresión mediante FDM
Una buena planificación es la clave para obtener piezas impresas mediante FDM de calidad. A continuación encontrarás los puntos más importantes para una preparación óptima.
Problemas habituales en la impresión FDM
¿Qué puede hacer como usuario si el procesamiento del filamento no funciona correctamente y no se obtiene el resultado deseado? Para los dos problemas que se indican a continuación, así como para muchas otras dificultades relacionadas con la impresión 3D con filamento, ofrecemos consejos y asistencia para su resolución en nuestra guía. ⯈ Descargar aquí
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