Guía completa: SLA o impresión 3D por estereolitografía, ¡te explicamos todo!

La estereolitografía se considera como el origen de los procesos de impresión 3D, con el primer equipo patentado en 1984 por Charles Hull y la primera máquina comercial desarrollada por 3D Systems en 1988. ¿ Qué hay detrás de esta técnica ?

Este proceso, conocido como SLA (estereolitografía), utiliza el principio de fotopolimerización para crear modelos 3D a partir de resinas sensible a los rayos UV. Esto se solifdifica mediante el paso de un láser capa por capa, dotando con esto de mayor calidad a los modelos hechos con esta tecnologías.

Desde un punto de vista histórico, la estereolitografía se considera como el proceso detrás de la impresión 3D, algunos días antes del estadounidense, un trío de investigadores franceses compuesto por Jean-Claude André, Olivier de Witte y Alain le Méhauté imaginaron una patente similar en nombre del grupo Alcatel, una patente que desde entonces ha caído en desuso.

Las impresoras 3D SLA se caracterizan por su material de impresión líquido y por la presencia de una cubierta de protección UV (generalmente naranja, verde, rojo o amarillo). Ofrecen un volumen de producción relativamente pequeño en comparación con otras tecnologías de impresión, incluso algunas máquinas como la Mammoth de Materialise pueden producir piezas de más de 2 metros.

La impresora 3D Form 2 de Formlabs es una de las más reconocidas con tecnología SLA

¿Cómo funciona la impresión 3D por estereolitografía?

Al igual que con cualquier técnica de impresión 3D, se requiere un archivo digital en 3D. Esto se puede obtener a través del software CAD (SolidWorks, Sculpt o Maya, por ejemplo). Este archivo, a menudo en formato STL, se envía a la máquina, donde un segundo software (llamado slicer) realiza un corte del modelo en capas delgadas de impresión de un espesor fijo. Y dfinalmente se le da la orden a la impresora de comenzar a imprimir.

Entre los diversos componentes de una máquina de estereolitografía se encuentran una bandeja de resina, una plataforma móvil (eje Z), un sistema de raspado (eje X), un láser UV, óptica de enfoque y un espejo galvanométrico (ejes X e Y).

El rayo láser barre la superficie de la resina líquida de acuerdo con el modelo 3D digital suministrado a la impresora. Una vez que la primera capa de material solidificado, la plataforma desciende un nivel, que corresponde al grosor de una capa de impresión, y una nueva sección se solidifica. Hay tantos ciclos de impresión como capas hay para obtener el volumen completo de la pieza.

En algunos modelos de máquinas SLA (como en Formlabs, por ejemplo), la producción de la pieza se realiza en reversa. La plataforma se sumerge en la bandeja de resina después de cada capa solidificada mientras que el láser actúa de abajo hacia arriba.

La tecnología SLA utiliza un material en forma de resina líquida fotosensible

Después de terminar la impresión, pasamos a la etapa de limpieza con un disolvente (generalmente alcohol isopropílico también conocido como isopropanol), esto es necesario para eliminar el exceso de resina no solidificada. A diferencia de otras técnicas tales como la sinterización selectiva por láser (SLS), la Deposición de Material Fundido (FDM) y la impresión PolyJet 3D, se requiere un  post-procesamiento  para finalizar el proceso de fotopolimerización y conseguir la maximiza fuerza del material.

Al igual que con la tecnología FDM, la estereolitografía utiliza el uso de soportes al imprimir formas complejas. En forma de andamios, que permiten soportar las partes que se precipitan en el vacío. Estos soportes son eliminados con facilidad durante el postproceso de los modelos.

La tecnología de estereolitografía ofrece un acabado superficial ligeramente vítreo, pero generalmente es superior a los procesos FDM o SLS (con el mismo espesor de capa). No es raro que las diferentes capas de impresión sean apenas visibles. Sin embargo, pocos colores están disponibles en SLA.

La tecnología 3D SLA ha generado muchas tecnologías

Tras la caída de las primeras patentes relacionadas con estereolitografía, muchos actores han trabajado para mejorar la tecnología. El método DLP, que utiliza un proyector de video en lugar del láser para cubrir un área más amplia, con una mayor velocidad de impresión, es un ejemplo de ello. La empresa francesa Prodways también ha desarrollado una técnica llamada MovingLight que mueve un video proyector, para acelerar aún más la producción de partes. La empresa británica Photocentric utiliza una pantalla LCD como fuente de luz ultravioleta.

Más recientemente, el fabricante estadounidense Carbon3D dio a conocer su método CLIP ( Liquid Interface, para la producción continua) que viene muy finamente controlar la cantidad de oxígeno durante la reacción de fotopolimerización, con la llave, una velocidad de impresión 25 a 100 veces más rápida. Otra iniciativa interesante relacionada con estas tecnologías es ONO, que recaudó $ 2.3 millones para un sistema que usa la luz de un teléfono inteligente para solidificar la resina.

Ejemplo de piezas creadas con la tecnología de esterolitografía

Entre los principales fabricantes de impresoras 3D SLA, evidentemente se encuentra 3D Systems, iniciador de la tecnología. Jugadores más recientes también han comenzado a unirse a los desarrollos como DWSlab, B9Creator o Formlabs. Este último, con sede en Boston, puso en marcha en 2011 una campaña de crowdfunding en Kickstarter, consiguiendo la friolera de $ 3 millones, lo cual les permitio producir la Forma 1, la primera impresora SLA de escritorio, comercializada a $ 5.000.

El precio de las impresoras 3D por estereolitografía varía desde 1.000 € para las versiones de bajo costo hasta varias decenas de miles de euros para las máquinas profesionales con un gran volumen de fabricación. Puedes encontrar aquí nuestra selección con las mejores impresora 3D de resina.

Aplicaciones de la estereolitografía

La tecnología SLA es la más utilizada para la creación de prototipos, en todas las áreas de la industria gracias a su velocidad, pero dependiendo de la calidad de la impresora, también es posible obtener piezas funcionales inmediatas. SLA también se utiliza para la producción de moldes de inyección o fundiciones, especialmente en el mundo de la joyería y la odontología.

La fundición a la cera perdida es un ejemplo de un proceso de fabricación indirecto que utiliza estereolitografía. Esta técnica milenaria ahora descansa en la impresión 3D de una réplica fiel del modelo final (también llamado maestro de joyería) en una cera calcinable. Una vez que se imprime la forma, se envuelve en un material refractario, creando el molde. Luego se vierte un metal fundido en el molde y viene a reemplazar la cera. Una vez despejado del molde, la parte metálica estará disponible.

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