Revisando distintos tipos de impresoras 3D, nos encontramos con un amplio abanico de tecnologías. Si nos enfocamos en las impresoras FDM, descubrimos diversas y atractivas opciones de máquinas, cada una diseñada para lograr diferentes resultados. Como es conocido, la tecnología FDM opera mediante la extrusión y deposición capa por capa de material fundido sobre una base de impresión. Los filamentos más utilizados en este proceso son PLA y ABS, aunque también es posible utilizar termoplásticos más avanzados como PETG, ASA, Nyon, Ultem, entre otros. Descubre las peculiaridades y diferencias entre las impresoras cartesianas, polares, deltas y los brazos robóticos.

Tipos de impresoras 3D FDM

Impresoras 3D FDM Delta

El diseño de la impresora 3D Delta goza de un notable reconocimiento en el mundo maker. Estas máquinas operan con coordenadas cartesianas y su sello distintivo es la cama de impresión circular y un extrusor que se monta en una disposición triangular en la parte superior, razón por la cual se le denomina “Delta”. Cada uno de los tres brazos tiene la capacidad de moverse vertical y horizontalmente, lo que permite al cabezal de impresión desplazarse en tres dimensiones.

Por lo tanto, las restricciones de fabricación de estas máquinas se definen únicamente por el diámetro de la base y la longitud de los brazos. Las impresoras 3D Delta están diseñadas para acelerar el proceso de impresión, y su cama de impresión estática puede ser útil para ciertos proyectos. Un beneficio adicional de las Deltas es que se pueden redimensionar sin comprometer la calidad. No obstante, se considera que este tipo de impresoras puede ser más desafiante de calibrar.

Impresoras 3D FDM Cartesianas

Las impresoras 3D FDM cartesianas son, sin duda, las más habituales en el mercado actual. Su nombre proviene del sistema de coordenadas cartesianas que emplean, basado en tres ejes ortogonales: X, Y y Z. Estos ejes son esenciales para orientar el movimiento del cabezal de impresión en las tres dimensiones de forma precisa. Dependiendo del modelo y el fabricante, la cama de impresión suele ser responsable del eje Z, mientras que el extrusor se maneja en los ejes X e Y, permitiendo un movimiento en cuatro direcciones. Grandes nombres de la industria se encuentran en esta categoría, aunque casi todos los fabricantes producen este tipo de impresoras 3D FDM. Su principal ventaja radica en su coste generalmente accesible, y a menudo se venden en kits para que los usuarios puedan ensamblarlas por sí mismos.

Impresoras 3D FDM Polares

En contraste con las impresoras cartesianas, las máquinas polares utilizan un sistema de coordenadas polares para la impresión 3D. Este sistema describe los puntos en una grilla circular en lugar de cuadrada, determinados por ángulo y longitud, y no por los ejes X, Y y Z. Esto implica que la cama de impresión, que es circular al igual que en las impresoras Delta, rota mientras que el cabezal de impresión puede moverse en todas las direcciones.

Gracias a esta rotación, estas impresoras resultan óptimas para imprimir objetos con un patrón en espiral. Una de las ventajas más notables de las impresoras polares es que pueden operar solo con dos motores, a diferencia de las impresoras cartesianas o Delta, que requieren al menos tres motores, lo que puede representar un ahorro a largo plazo. Adicionalmente, estas impresoras pueden ofrecer un mayor volumen de impresión en un espacio más compacto. No obstante, la precisión puede ser un desafío para estas máquinas. Dado que la impresión se realiza en un movimiento circular, la precisión es mayor en el centro que en las zonas exteriores, lo que desaconseja el escalamiento de estas impresoras.

Impresoras 3D FDM de Brazo robótico

Los brazos robóticos son ampliamente utilizados en la industria, especialmente en líneas de montaje de vehículos. Aunque su principal función es el ensamblaje de piezas en lugar de la extrusión de filamentos, la impresión 3D con brazos robóticos está ganando terreno, aunque todavía se encuentra en fase de desarrollo y se ha implementado solo en algunas empresas. Su uso es más prevalente en el sector de la construcción. Sin embargo, este método de fabricación aditiva por FDM está creciendo en popularidad, ya que no requiere una cama de impresión fija y proporciona mayor movilidad.

La ventaja clave de la impresión 3D con brazos robóticos radica en la automatización eficiente de los procesos de producción. Además, la movilidad del cabezal del extrusor es extremadamente versátil, lo que abre un mundo de posibilidades para diseños más complejos. A pesar de que la calidad todavía no iguala a la de una impresora cartesiana, numerosas empresas se encuentran trabajando en su mejora continua.

Soluciones híbridas

La fabricación híbrida se caracteriza por la integración de métodos aditivos, como la impresión 3D, y métodos sustractivos, como el mecanizado CNC o el fresado, en una única solución. Esta combina una máquina capaz de intercambiar herramientas para la producción de modelos. En el caso de las impresoras 3D FDM que incorporan cabezales sustractivos, la mayoría presenta una estructura cartesiana. No obstante, existen otros ejemplos, como el Proyecto Kraken, que emplean un brazo robótico para la extrusión de material, y que también incluyen métodos sustractivos, lo que lo posiciona como un proyecto de fabricación híbrida. Cabe mencionar que cualquier solución que combine estas dos tecnologías será más costosa. Sin embargo, los beneficios que proporcionan pueden superar con creces la inversión, al expandir las capacidades de producción de piezas.

Conclusión

En resumen, la elección de la impresora 3D FDM correcta puede depender de varios factores, incluyendo el presupuesto, el nivel de habilidad, las necesidades de impresión y los requisitos específicos del proyecto. Cada tipo de impresora – Cartesiana, Delta, Polar, Brazo Robótico o Híbrida – ofrece una combinación única de ventajas y desafíos, y puede ser más adecuada para ciertas aplicaciones que otras. Al final, la comprensión de estas diferencias y la elección cuidadosa del tipo de impresora 3D FDM puede marcar una gran diferencia en la calidad de los resultados de impresión y la eficiencia del proceso de fabricación.

En un mundo en constante evolución y crecimiento, la impresión 3D sigue expandiéndose, ofreciendo nuevas y emocionantes posibilidades para la creación y el diseño. Independientemente de la opción que elijas, sin duda estás participando en una revolución tecnológica que está redefiniendo cómo concebimos la producción y el diseño.