A pesar de ser una de las primeras tecnologías de impresión 3D, el SLS sigue siendo una de las mejores opciones para muchos proyectos de prototipado y tiradas cortas de producción. A continuación, analizamos brevemente sus ventajas y desventajas para ver si puede ser la opción adecuada para ti.
Primero resultará útil entender el proceso, para saber por qué para algunos proyectos podría ser una opción ideal, mientras que para otros puede que quieras una tecnología alternativa.
El proceso de SLS
La máquina de SLS empieza a sinterizar cada capa de la geometría de la pieza en un lecho calentado de polvo a base de nilón mediante un láser. Después de fundir cada capa, un rodillo se desplaza por el lecho para distribuir la siguiente capa de polvo. El proceso se repite capa a capa hasta que finaliza la fabricación.
Ventajas de utilizar el SLS
El SLS es fiable, preciso y una de las formas más rápidas de fabricar prototipos y tiradas cortas de lotes de piezas. Tiene algunas ventajas claras sobre otros procesos:
No hay estructuras de soporte
A diferencia de otros procesos de impresión 3D, la pieza no necesita ninguna estructura de soporte, ya que los espacios vacíos se rellenan con el polvo suelto que no se ha utilizado.
Esto te permite diseñar espacios huecos, vacíos, características de salientes y características muy finas. Esto significa que puedes diseñar piezas con componentes internos complejos o canales sin la molestia de las estructuras de soporte. Si necesitas un diseño complejo, es una buena opción y no necesitas producir varias piezas para conseguirlo.
Alta productividad
El proceso es la tecnología de impresión 3D más rápida, ya que los láseres tienen una velocidad de escaneado rápida y los polvos que se usan solo necesitan una breve exposición para la fusión. Además, podemos colocar varias piezas en la cámara con una holgura mínima para maximizar el espacio de fabricación disponible, así se fabrican más piezas con mayor rapidez.
Propiedades mecánicas excelentes
El proceso de SLS genera una adhesión muy fuerte entre las capas, por lo que las piezas tienen buenas propiedades isotrópicas. Esto significa que su resistencia a la tracción, su dureza y su alargamiento a la rotura son casi iguales en los ejes x, y y z.
Estas propiedades hacen que las piezas impresas normalmente sean una buena alternativa a las piezas moldeadas por inyección, ya sea para la creación de prototipos o para fabricar tiradas cortas. Debido a los materiales utilizados, normalmente el nilón, las piezas también ofrecen una buena resistencia química.
Ideal para el teñido y la coloración
Las piezas fabricadas mediante SLS tienden a tener una superficie porosa, lo que puede ser una ventaja o una desventaja, según la aplicación. Lo que sí significa es que son una excelente opción para teñir o colorear.
Reducción del tiempo de desarrollo de productos
Al igual que todas las tecnologías de impresión 3D, el sinterizado selectivo por láser permite a los ingenieros crear prototipos de piezas de forma rentable en las primeras fases del ciclo de diseño, ya que no se necesitan herramientas y la configuración es mínima.
En el caso de la fabricación de tiradas cortas, puedes incluso optar por usar la misma máquina para fabricar piezas de uso final. Esto significa que puedes probar y modificar los prototipos rápidamente en unos pocos días y pasar rápidamente a la fase de producción.
Desventajas de la impresión SLS
Como cualquier tecnología de producción, el SLS tiene sus desventajas y hay ocasiones en las que puede ser mejor plantearse otras alternativas, ya sea otro proceso de impresión 3D, el mecanizado CNC o el moldeo por inyección.
Si indagas un poco más, probablemente descubrirás que algunas de las desventajas no suponen un gran problema y que otras pueden superarse mediante el posprocesamiento.
Menos materiales
Para el SLS no hay muchos materiales entre los que elegir. En Protolabs, por ejemplo, ofrecemos PA11 y PA12, polipropileno y TPU. Creemos que la mayoría de los proyectos utilizan materiales basados en el nilón o las poliamidas, que son excelentes plásticos técnicos que se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones.
Además, el nilón está disponible libremente y es relativamente rentable.
Superficie rugosa y porosidad
La misma porosidad que hace que las piezas impresas con SLS sean tan buenas para la coloración hace que tengan una superficie relativamente rugosa, no son a prueba de fugas y tienen una baja resistencia al impacto, o fragilidad.
Si estos factores son importantes, vale la pena señalar que pueden superarse mediante una técnica de posprocesamiento denominada Vapour Smoothing (alisado por vapor). Como su nombre indica, este proceso genera una superficie lisa, a prueba de fugas, e incluso mejora las propiedades mecánicas, como la resistencia al impacto y el alargamiento a la rotura.
Alta tasa de encogimiento
Dado que el polvo de impresión se somete a altas temperaturas para su sinterizado, cuando empieza a enfriarse se encoge, y esto permite fabricar una pieza menos precisa desde el punto de vista dimensional que otras tecnologías de fabricación aditiva. Dependiendo del diseño, la tasa de encogimiento puede llegar a ser del 3 al 4%.
Esto significa que tendrás que tener en cuenta esta circunstancia en tu diseño y ajustar el volumen de la pieza en consecuencia. La tensión causada por esta contracción también puede deformar o distorsionar los bordes y las esquinas afilados.
Echa un vistazo a nuestro blog "7 errores que hay que evitar al diseñar piezas impresas en 3D" para intentar evitar estos problemas.
Más desperdicio que en la fabricación aditiva
Una de las principales ventajas de la fabricación aditiva es el mínimo desperdicio de material que se genera con esta tecnología. Lamentablemente, el SLS genera algunos residuos, ya que el polvo de la cámara se precalienta para que se sinterice con una exposición mínima al láser.
Esto puede hacer que los granos de partículas del lecho de polvo suelto se fusionen parcialmente, lo que compromete su calidad para la reutilización. En la práctica, aunque se puede reciclar parte del polvo no utilizado, otra parte será residuo.
Aplicaciones típicas de las piezas impresas con SLS
El sinterizado selectivo por láser (SLS) es un proceso de impresión 3D industrial ideal para el prototipado rápido y para la fabricación de piezas de producción funcionales. Ofrecemos varios materiales a base de nilón y un poliuretano termoplástico.
Si necesitas piezas muy duraderas, resistentes al calor y a los productos químicos, flexibles y con una buena estabilidad dimensional, esta es una buena opción. También resulta adecuada cuando se necesita una solución rentable para grandes tiradas de piezas impresas en 3D.
Existen muchos sectores en los que se utilizan piezas fabricadas mediante SLS y entre las aplicaciones más comunes se incluyen plantillas de guías, fijaciones, carcasas, ajustes a presión o bisagras flexibles.
Dependiendo de tus necesidades exactas, puede ser o no la opción adecuada para tu próximo proyecto. En Protolabs ofrecemos cinco procesos diferentes de fabricación aditiva, además del moldeo por inyección y el mecanizado CNC, por lo que podemos asesorarte sobre la tecnología que mejor se adapte a tus necesidades específicas.