Comience con la pregunta que el prototipo debe responder
Un prototipo es una prueba. Antes de elegir un proceso de impresión, decida qué debe probar la pieza. ¿Está comprobando cómo se ve un producto en la mano? ¿Se mantiene un ajuste a presión? ¿Un soporte despeja a sus vecinos? ¿Se pueden entregar veinte unidades a los probadores la próxima semana?
SLA, SLS y MJF responden a esas preguntas de manera diferente. Los tres son procesos maduros y ampliamente disponibles, y los tres pueden producir buenos prototipos. La mejor opción depende de la propiedad que esté probando, no de qué máquina es la más nueva.
Cómo funciona cada proceso, en resumen
Estereolitografía SLA
Un láser o luz proyectada cura la resina líquida una capa delgada a la vez. Las piezas se construyen sobre soportes, que se retiran después, y luego se lavan y postcuran con luz UV. Las capas suelen tener un grosor de alrededor de 0,025-0,1 mm, por lo que las superficies son lisas y los detalles finos salen nítidos.
SLS Sinterización selectiva por láser
Un láser fusiona el polvo de nylon, capa por capa, en una cama calentada. El polvo circundante soporta la pieza, por lo que no se necesitan estructuras de soporte. Las capas suelen ser de alrededor de 0,1 mm. Las piezas tienen una superficie ligeramente granulada y mate y son lo suficientemente resistentes para las pruebas funcionales.
MJF Fusión de inyección múltiple
Un cabezal de impresión deposita agentes de fusión y detalle sobre un lecho de polvo de nylon, y la energía infrarroja fusiona las áreas tratadas, una capa a la vez. Al igual que SLS, el polvo soporta las piezas. Las capas suelen ser de alrededor de 0,08 mm. Las piezas suelen ser grises como impresas y a menudo se tiñen de negro. Las propiedades son muy similares a las del nailon SLS.
Comparación de un lado a otro
| propiedad | SLA | SLS | MJF |
|---|---|---|---|
| Materiales típicos | Resinas estándar, resistentes, transparentes, flexibles y de alta temperatura | PA12, PA11, PA relleno de vidrio | PA12, PA11, PA relleno de vidrio, TPU |
| Altura típica de la capa | ~0.025–0.1 mm | ~0.1 mm | ~0.08 mm |
| Superficie impresa | Suave; marcas de soporte en un lado | Mate, ligeramente granulado | Mate, ligeramente granulado, a menudo teñido |
| Compatible con | Requerida | No se requiere | No se requiere |
| Muro mínimo típico | ~0.5–1.0 mm | ~0.7–1.0 mm | ~0.7–1.0 mm |
| Precisión típica | Alrededor de ±0,1-0,2 mm en piezas pequeñas | Alrededor de ±0,3 mm en piezas pequeñas | Alrededor de ±0,3 mm en piezas pequeñas |
| Dureza | De frágil a moderado, dependiente del grado | Bien | Bien |
| Estabilidad a largo plazo | Algunas resinas se cuelan o se vuelven amarillas con UV | Estable | Estable |
| Partes transparentes | Posible con resina transparente y acabado | No | No |
Las cifras de precisión anteriores son puntos de partida típicos para piezas pequeñas. Las piezas más grandes, las paredes delgadas y los tramos sin soporte reducen la precisión, y los resultados varían entre máquinas y materiales.
Elegir por lo que está probando
Aspecto y ergonomía
Para los modelos que la gente mirará y sostendrá, el SLA suele ser la primera opción. La superficie lisa toma bien la pintura, el texto fino y los bordes se mantienen nítidos, y las resinas transparentes pueden mostrar partes internas o tubos de luz. Planifique las marcas de soporte en un lado; pida que la cara cosmética esté orientada lejos de los soportes.
Ajustes a presión, bisagras y pruebas funcionales
Para las piezas que se flexionan, se unen o reciben golpes, el nylon de SLS o MJF es la opción más segura. PA12 tolera la flexión repetida mucho mejor que la mayoría de las resinas, lo que lo hace adecuado para bisagras vivas y pruebas de ajuste a presión. Espere que la superficie se sienta ligeramente arenosa; se puede alisar por volteo o tratamiento con vapor si es necesario.
Comprobaciones de ajuste y pruebas de montaje
Para comprobar que las piezas encajan entre sí, los tres procesos funcionan. SLA da el detalle más cercano; las piezas de nylon son más resistentes si se ensamblan y desensamblan muchas veces. Deje espacio libre entre las partes impresas coincidentes. Alrededor de 0,2-0,5 mm es un punto de partida típico, dependiendo del tamaño y el proceso.
Lotes pequeños para probadores
Cuando necesita muchas piezas pequeñas a la vez, los procesos en polvo tienen una ventaja. Las piezas se pueden anidar en todo el volumen de construcción en lugar de solo en una placa de construcción, por lo que una construcción completa puede transportar muchas unidades. La MJF a menudo se elige por su apariencia consistente en un lote, especialmente cuando se tiñe de negro.
Notas de material para prototipos
Resinas estándar y resistentes
Las resinas SLA estándar dan el mejor detalle, pero pueden ser quebradizas, por lo que los clips delgados pueden encajar en el primer ensamblaje. Las resinas resistentes o duraderas cambian un poco de detalle por una resistencia mucho mejor al agrietamiento y son un buen valor predeterminado para las piezas funcionales de SLA.
Resinas transparentes y de alta temperatura
Las resinas de alta temperatura mantienen su forma cerca de componentes calientes o en pruebas de calor cortas. Las resinas transparentes necesitan lijado y laca para volverse verdaderamente transparentes; a medida que se imprimen, se ven esmeriladas.
PA12 y PA11
PA12 es el nailon de uso general para SLS y MJF, con buena rigidez y estabilidad dimensional. PA11 es algo más flexible y resistente a los impactos, lo que ayuda con las bisagras y las piezas que se doblan repetidamente.
Grados rellenos y flexibles
El nailon relleno de vidrio añade rigidez y resistencia al calor, pero reduce la tenacidad. El TPU en los sistemas de polvo proporciona piezas similares al caucho para sellos, empuñaduras y parachoques.
Orientación, contracción y sincronización
Cada pieza impresa tiene una dirección de construcción y las propiedades son ligeramente diferentes a lo largo de ella. Las partes del SLA son más fuertes dentro de cada capa; las partes en polvo están más cerca de ser uniformes, pero aún así se benefician de una orientación cuidadosa. Los paneles planos y delgados en los procesos en polvo pueden deformarse a medida que se enfrían, por lo que las nervaduras o una ligera curva ayudan a mantenerlos planos.
Permita tiempo para el posprocesamiento al planificar un programa de pruebas. Las piezas SLA necesitan lavado, eliminación de soporte y curado UV. Las piezas en polvo deben enfriarse en la cama antes de ser retiradas y limpiadas, lo que añade tiempo después de que termine la impresión. Las piezas pintadas o alisadas añaden más pasos. Para una revisión del diseño en una fecha fija, mencione la fecha al solicitar las piezas para que el proceso y el acabado se puedan elegir a su medida.
Consejos de diseño que se aplican a los tres
- Mantenga las paredes por encima del mínimo típico y evite las características largas y delgadas sin soporte
- Añada filetes donde las paredes se encuentran; las esquinas internas afiladas concentran la tensión
- Hueca grandes secciones sólidas y añade orificios de escape para eliminar la resina o el polvo
- Orientar los orificios y las características críticas para que sean precisos en la dirección de construcción que elija
- Modele los hilos solo para tamaños gruesos; para hilos finos, use insertos o toque después de imprimir
- Indique qué caras son cosméticas para que la orientación de construcción pueda favorecerlas
Opciones de acabado
| Finalizar | SLA | SLS / MJF | Notas |
|---|---|---|---|
| Admite la extracción y el lijado | Estándar | No es necesario | Nudos de soporte lijados en piezas SLA |
| Granallado de perlas | Opcional | Estándar | Elimina el polvo suelto; aspecto mate uniforme |
| Tintura | no tipicas. | Común (NEGRO) | Color uniforme a través de la capa superficial |
| Imprimación y pintura | Muy bueno | Bueno después del alisado | La mejor ruta para un aspecto similar a la producción |
| Vapor o suavizado químico | no tipicas. | Disponible | Sella y suaviza las superficies de nylon |
| <bpt i="0" type="g"><g id="i1"></bpt>Insertos Roscados<ept i="0"></g></ept> | Posible | Básicos | Los insertos termofijados funcionan bien en nylon |
Cuando la impresión no es el mejor prototipo
Si el prototipo debe estar hecho del material de producción, o debe tener tolerancias ajustadas, considere otras rutas. El mecanizado CNC puede producir prototipos en aluminio real, acero o plásticos de ingeniería. La fundición de uretano puede producir pequeños lotes de piezas similares al ABS o al caucho con buenas superficies cosméticas a partir de un molde de silicona. Estas opciones cuestan más por pieza a cantidades muy bajas, pero la impresión de preguntas de respuesta no puede, como la forma en que una calificación específica se comporta bajo carga.
Guía práctica para LA toma DE decisiones
- ¿Necesitas un modelo suave, detallado o transparente? Elige SLA.
- ¿Necesita piezas resistentes que se flexionen, sujeten o reciban golpes? Elige nailon SLS o MJF.
- ¿Necesita muchas piezas pequeñas y consistentes rápidamente? MJF o SLS, anidados en una compilación.
- ¿Necesita el material de producción o tolerancias ajustadas? Considere el mecanizado CNC o la fundición de uretano.
Siguientes etapas
Cargue archivos STL, 3MF o STEP a través del formulario de cotización y elija un proceso por pieza, o deje una nota que describa lo que el prototipo tiene que demostrar. El ingeniero revisor recomendará un proceso, orientación y acabado antes de fijar el precio.