Fotopolimerización en tanque o cuba – Vat photopolymerization- VPP

Descripción

Una de las técnicas de fabricación en 3D más difundidas, es las de resina o de fotopolimerización. Se definen correctamente como procesos de fabricación aditiva en los que un fotopolímero líquido en una cuba se cura selectivamente por polimerización activada por la luz o por un láser. La más conocida es la estereolitografía, comúnmente conocida o abreviada como SLA, que fue el primer método de impresión 3D, y fue patentado en 1984 por Chuck Hull.

Actualmente podemos identificar 3 tecnologías que se diferencian entre sí por la fuente de luz utilizada y el método de conformación de dicha luz: SLA, DLP y LCD.

La técnica SLA, se caracteriza por utilizar un láser dirigido por un galvanómetro, que es una especie de espejo móvil capaz de mover el láser en cualquier lugar a lo largo de los ejes X e Y.

La tecnología DLP o Digital Light Processing, cuenta con un proyector de luz ultravioleta. El procesamiento digital de la luz permite que pequeños espejos puedan encenderse o apagarse para polimerizar cada píxel.

Por último, está la LCD, donde se utiliza una pantalla LCD para enmascarar la fuente de luz UV. Al encender o apagar cada píxel, la pantalla LCD actúa como una plantilla capaz de crear formas 2D.

La mayoría de las impresoras 3D de resina entran en cualquiera de estas 3 categorías. La SLA es la mejor para la precisión, mientras que la DLP y la LCD son más rápidas, especialmente cuando se trata de hacer piezas más grandes o pequeñas series de producción.

Algunos fabricantes están intentando mejorar estas tecnologías. Entre ellos se encuentran Formlabs, que ha creado un tipo de SLA llamado LFS o o Photocentric, con su método LCD de gran formato.

Materiales

En las técnicas de resina se pueden utilizar múltiples fotopolímeros desde los más comunes y de ámbito general hasta polímeros con mayor resistencia y otras propiedades como la flexibilidad. Además, está tecnología abre paso igualmente a otro tipo de materiales, como cerámicos, resinas fundibles o calcinables utilizadas principalmente en sectores como el de la joyería. Las técnicas de impresión con resinas han tenido una gran acogida en sectores como el médico y el dental, por lo que en los últimos años se han desarrollado múltiples materiales biocompatibles.

Postratamientos

Todas las tecnologías de resina comparten los mismos pasos de posprocesamiento. Después de la impresión, la pieza debe limpiarse del exceso de resina y curarse, ya que sólo se cura parcialmente durante la impresión.

Máquinas/ mercado - aplicaciones

El mercado de la impresión 3D de resinas es bastante amplio, se pueden encontrar máquinas de resina que van desde formatos de escritorio hasta grandes impresoras SLA. Entre los principales fabricantes de impresoras 3D SLA, evidentemente se encuentra 3D Systems, iniciador de la tecnología, que cuenta con máquinas de gran formato. Formlabs, con sede en EEUU, es otro de los actores que ha destacado desde su lanzamiento en 2011. Tanto Formlabs como Photocentric, otra de las empresas de este sector, cuentan con máquinas de escritorio, pero han comenzado a apostar por volúmenes de impresión más grandes.

Aplicaciones - Industrias

Las máquinas de resina permiten una gran cantidad de aplicaciones finales gracias a su precisión y a su gran reproducción de detalles.

Recomendaciones

Como recomendación final, a la hora de fabricar con impresión 3D de resinas fotopolimerizables, se debe tener cuidado con dichas resinas y con los disolventes/limpiadores que utilizamos ya que son dañinos para la piel. De igual forma se debe tener en cuenta la orientación de la impresión para evitar el llamado “cupping”, que es cuando en el modelo se genera una parte hueca y actúa como una ventosa atrapando aire durante la impresión.

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