¿Qué es una impresora 3D UV? - Explicado de forma sencilla

Por supuesto, extremadamente populares en el mundo de la fabricación aditiva, dado que son muy precisas y versátiles y eficientes, la principal diferencia de cualquier impresora 3D UV radica en que el objeto que crearía no se funde al aplicar calor para fabricarlo. En su lugar, el curado de resina líquida mediante luz ultravioleta endurece el objeto impreso, capa a capa. Esto se conoce como fotopolimerización; permite una resolución extremadamente alta y un acabado superficial liso en la superficie, por lo que es muy adecuada para lugares como aplicaciones dentales, fabricación de joyas y prototipos.

Además, el rápido avance de la tecnología de la impresora 3D UV acelera la producción, reduce el posprocesamiento y facilita la reproducción de geometrías complejas. La evolución de la impresión 3D UV revolucionó Impresión en 3DConocer el funcionamiento interno, las ventajas y los materiales que utilizan estos dispositivos es importante para tomar decisiones bien fundadas antes de adentrarse en este campo innovador.

¿Cómo funciona una impresora 3D UV?

Una impresora 3D UV se basa en la fotopolimerización en la que, durante la impresión, solidifica una resina líquida mediante la exposición a la luz ultravioleta que, al secarse con fuerza, se convierte finalmente en un objeto. Las principales piezas universales que constituyen el componente elemental de cualquier impresora 3D UV son la cuba de resina, la plataforma de construcción y la fuente UV mediante LCD, DLP o proyector láser.

Comienza cortando el modelo 3D en capas muy finas con la ayuda de un ordenador. La plataforma de construcción se sumerge parcialmente en la cuba de resina y, a continuación, la luz ultravioleta cura selectivamente la resina según el diseño. En las impresoras orientadas hacia arriba, la plataforma de construcción se desplaza hacia arriba a medida que se endurece cada capa; en las impresoras orientadas hacia abajo, se desplaza hacia abajo.

Esto ofrece una alta resolución a las impresiones de acabados finos, así como a los acabados de superficies pulidas. Aunque las impresoras 3D basadas en FDM trabajan en Plásticos para impresión 3D, los detalles más minuciosos no pueden garantizarse utilizando este mecanismo. Sin embargo, con las impresoras 3D basadas en UV, los detalles más finos en las impresiones se conseguirán mediante la exposición exacta de la luz junto con la velocidad de curado de la luz; sus precisiones de capa dependen de las propiedades de la resina y de las fuentes de luz. Son, por tanto, muy recomendables para impresiones detalladas.

Tipos de tecnologías de impresión 3D UV

Aunque existen varios tipos de tecnologías de impresión 3D UV con características diferentes, sus aplicaciones se han clasificado en tres tipos principales de tecnología de impresión 3D UV, que son: SLA, DLP y LCD.

SLA es la forma más antigua de impresión 3D UV y utiliza un láser para curar la resina con una precisión de tamaño. Los modelos producidos son muy finos en detalles y suaves, de ahí que la SLA sea habitual en odontología y diseño de joyas.

Las impresoras 3D LCD son también el tipo más barato, ya que funcionan en una pantalla LCD con retroiluminación UV. Estas impresoras curan la resina capa a capa. Aunque no son tan nítidas como las SLA, la calidad de impresión es más que suficiente para ser muy baratas y de excelente calidad. Por esta razón, los aficionados y las pequeñas empresas prefieren impresión 3D reciclada.

Principales materiales utilizados en la impresión 3D UV

Las resinas fotopolímeras son el primer material desarrollado para las impresoras 3D UV. Estos materiales se encuentran en estado líquido pero se fijan al entrar en contacto con la luz UV. Formulados de forma diferente, se utilizan para diversos fines, que incluyen las propiedades mecánicas y el acabado de la impresión.

Las resinas estándar de uso general son principalmente las que se utilizan en la creación de prototipos estándar. Tienen un excelente detallado y una superficie de acabado muy fina. Ésta sería la mejor resina para utilizar en casos en los que se necesita un atractivo estético, aunque puede ser menos que satisfactoria para la resistencia cuando se requiere funcionalidad.

Las resinas resistentes están diseñadas para un uso duradero, por lo que son adecuadas para piezas o componentes sometidos a esfuerzos mecánicos. Las resinas flexibles tienen propiedades similares al caucho, lo que permitiría fabricar objetos blandos y flexibles.

Estas resinas tienen un amplio uso en joyería y en aplicaciones odontológicas, principalmente porque se queman de forma bastante limpia cuando se funden, dejando así moldes limpios. También crean resinas biocompatibles adecuadas para usos médicos como implantes dentales o prótesis.

Ventajas de la impresión 3D UV

La impresión 3D UV también tiene sus propias ventajas sobre la impresión 3D tradicional; por ello, la mayoría de los expertos y aficionados utilizan este proceso. El resultado de la impresión 3D UV revela mucha más resolución que las impresiones de FDM, que casi no pueden reproducirse.

Otra ventaja significativa de la velocidad es el curado de capas enteras de una sola vez para las tecnologías DLP y LCD. Esto reduce significativamente el tiempo que se tarda en terminar una tirada de impresión, lo que hace que las impresoras 3D UV sean muy adecuadas para la creación rápida de prototipos y la fabricación de lotes pequeños.

Las impresoras 3D UV son innovadoras en el sentido de que pueden procesar una gama muy amplia de resinas aplicables a la naturaleza de la aplicación, desde blandas impresión 3D multimaterial a composites de muy alta resistencia. Además, es probable que la característica de mínima generación de residuos pueda atribuirse a la impresión 3D UV, ya que el proceso sólo cura la cantidad de resina necesaria para el modelo, por lo que supone una ventaja en cuanto a aspectos de sostenibilidad.

El tratamiento posterior de las impresiones UV es relativamente muy sencillo, ya que el proceso suele consistir simplemente en un aclarado y un curado UV que, en condiciones normales, garantiza la integridad y la precisión del producto final.

Aplicaciones de las impresoras 3D UV en diversos sectores

Se trata de una tecnología altamente versátil y muy precisa, con numerosas aplicaciones en industrias diversificadas. Su aplicación comprende algunos de los moldes dentales de precisión, guías quirúrgicas, prótesis, audífonos, entre otras aplicaciones que trascienden los ámbitos de los sectores dental y médico.

Se utiliza en joyería para crear modelos detallados de prototipos y el modelo de cera moldeable para poder crear diseños complicados que no pueden producirse de otro modo.

En realidad, las impresoras UV son de gran importancia para los ingenieros y los especialistas en diseño de productos porque esta tecnología permitirá comprobar e iterar conceptos en un plazo de tiempo extremadamente corto y de forma totalmente gratuita. La tecnología puede aplicarse para la producción de piezas de detalle, por lo que resulta apropiada tanto para la fabricación de piezas mecánicas como para la producción de prototipos.

Los aficionados y artistas, que también imprimen miniaturas y figuritas, entre otros modelos personalizados, también imprimen con la alta resolución y el suave acabado superficial que permite la impresión en resina.

En la actualidad, la impresión 3D UV sigue creciendo rápidamente en las industrias de la confección, la arquitectura, la alimentación y, por lo tanto, su excelente influencia en la mayoría de las disciplinas

Limitaciones de la impresión 3D UV

A pesar de todas estas ventajas de la impresión en 3D, abundan las desventajas y limitaciones. En primer lugar, algunos materiales de resina utilizados son frágiles. Por ejemplo, las resinas estándar son quebradizas y propensas a agrietarse bajo tensión.

El único inconveniente real de esta tecnología es una superficie de impresión relativamente pequeña. El volumen de impresión tiende a ser mucho menor en las impresoras UV que en las tradicionales Impresoras FDM, lo que limita el tamaño del objeto que se puede fabricar, a menos que sea necesario imprimirlo por partes y ensamblarlo posteriormente.

En general, las resinas y las piezas impresas, como las pantallas LCD o los proyectores UV, pueden resultar muy caras, lo que hace que la tecnología de impresión 3D UV sea más costosa a largo plazo en comparación con las técnicas basadas en filamentos.

La segunda razón por la que las resinas líquidas son menos solicitadas se debe a los problemas que plantean, ya que algunas de las resinas líquidas emiten humos tóxicos, mientras que otras provocan también una irritación cutánea. Cuando se trabaja en impresoras UV hay que utilizar ventilación junto con todos los equipos de protección.

El último paso es la limpieza y el curado UV, que efectivamente consume algo de tiempo. Sin embargo, la mayoría de los pasos anteriores son bastante intuitivos. Ninguno de los pasos anteriores es perfecto, pero esto hace que el proceso de impresión 3D UV sea bastante potente para aplicaciones que requieren una gran precisión.

Cómo mantener una impresora 3D UV para obtener un alto rendimiento

El mantenimiento desempeña un papel muy importante en el perfecto funcionamiento y la larga vida útil de una impresora 3D UV. La plataforma de construcción y la cuba de resina pueden limpiarse; de lo contrario, algunos restos de resina degradarán la calidad de las impresiones.

Manipulación de la resina

Impresión 3D en resina deberá conservarse en un lugar fresco y no deberá permitirse que le dé la luz directa del sol. Además, no deberá permitirse que se cure antes de tiempo.

Esta filtración también elimina todos los restos que hay que limpiar en el momento del reciclado de la resina del proceso, que de otro modo pueden ser una molestia para la impresión.

La fuente de luz UV de las impresoras debe comprobarse también a intervalos periódicos, ya que las fuentes de luz LCD, DLP o láser se degradan con el paso del tiempo. La variación en el curado del material provoca la pérdida de calidad de sus impresiones.

La lubricación de las piezas móviles y el plomo tornillo del eje Z permite la continuación suave y precisa de la estratificación.

La actualización del firmware del fabricante permite disponer de una impresora eficaz, aunque con nuevas funcionalidades en la misma impresora.

El mantenimiento rutinario es sencillo. Por lo tanto, los usuarios han evitado un buen número de los problemas habituales a la hora de imprimir, han mantenido la vida útil de sus equipos y, sobre todo, han obtenido excelentes resultados de impresión.

Conclusión

La impresión 3D UV ha descubierto la fabricación aditiva en un nuevo mundo: velocidad precisa y flexibilidad. Su complejidad con acabados suaves, especialmente en un producto que tiene los detalles más minúsculos, la ha convertido en un tesoro para diversas industrias como la sanidad, la joyería, la ingeniería y muchas más.

Las tecnologías avanzadas garantizarán una gran facilidad de acceso y de uso con la impresión 3D UV. La formulación del material de resina con la mayor reactividad química posible dará lugar a impresiones excepcionalmente fuertes e incluso podrían ser aún más resistentes debido a todos los usos funcionales probables por encima de los tipos prototípicos. Las construcciones de mayor volumen, entonces, en procesos de curado asociados con impresión metálica en 3D.

A fin de cuentas, la impresión 3D UV no es una moda, sino que está cambiando la faz de cómo será el futuro de la fabricación. Ya sea profesional, aficionado o empresario, darse cuenta del poder y el potencial de la impresión 3D UV puede abrir nuevas puertas a la creatividad y la innovación.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una impresora 3D UV?

Se trata esencialmente de una impresora 3D con tecnología UV, que curará la resina líquida del objeto en creación a altas resoluciones luego modelos muy lisos. 

¿En qué se diferencia la impresión UV de la FDM?

El UV cura las resinas que producen un resultado más preciso que el FDM ya que el FDM funde los filamentos de plástico, y esto le permite estratificar por secciones, siendo así su impresión del UV un resultado preciso.

¿Cuáles son algunos de los materiales que pueden utilizarse para la impresión 3D UV?

Algunas de las resinas fotopolímeras más populares utilizadas para la impresión 3D UV son las resinas estándar, resistentes, flexibles, moldeables y biocompatibles.

¿Es segura la impresión 3D UV?

Las resinas en general son inofensivas, pero debe preverse una ventilación adecuada y un equipo de seguridad para no provocar irritaciones en la piel aparte de inhalar los humos.

¿Qué industrias aplican las impresoras 3D UV?

Entre estas aplicaciones, el modelo creado con impresoras 3D UV se utiliza para aplicaciones sanitarias, de joyería, ingeniería, diseño de productos y para aficionados.