All Posts
Guías

SLA o DLP: guía comparativa de impresoras 3D de resina (edición de 2020)

Tecnología de impresión 3D SLA vs. DLP: comparación de calidad

Hay muchos procesos de impresión 3D en el mercado. Informarte sobre los matices de cada uno te ayudará a saber qué resultado esperar de las impresiones finales, de forma que puedas decidir qué tecnología es la adecuada para tu aplicación en particular.

La estereolitografía (SLA) y el procesamiento digital de luz (DLP) son los procesos más comunes para la impresión 3D de resina. Las impresoras 3D de resina son una opción popular porque producen prototipos y piezas de alta precisión, isotrópicos y herméticos con un catálogo de materiales avanzados que permiten obtener detalles precisos y un acabado de la superficie liso. 

Anteriormente, estas tecnologías eran complejas y tenían un coste prohibitivo, pero hoy en día, las impresoras 3D SLA y DLP de escritorio y de pequeño formato producen piezas de calidad industrial a un precio asequible y con una versatilidad incomparable, gracias a una amplia variedad de materiales.

Ambos procesos se basan en la exposición selectiva de resina líquida a una fuente de luz (un láser en el caso de la SLA y un proyector en el del DLP) para formar capas sólidas y muy finas de plástico que se apilan para crear un objeto sólido. Aunque en principio son muy similares, estas dos tecnologías pueden producir resultados muy distintos.

En esta guía exhaustiva, vamos a describir las características de estos dos procesos de impresión 3D de resina y explorar en qué se diferencian en cuanto a la resolución, precisión, volumen de impresión, velocidad, proceso de trabajo, etc.

¿Cómo funcionan las impresoras 3D SLA?

Las impresoras 3D SLA de escritorio contienen un tanque de resina con una base transparente y una superficie antiadherente, que sirve como sustrato sobre el que se cura la resina líquida. Esto permite que las capas recién formadas se separen con facilidad. 

¿Cómo funcionan las impresoras 3D SLA?

El proceso de impresión comienza al descender la base de impresión hasta un tanque de resina. Se deja un espacio equivalente a la altura de capa entre la base de impresión (o la última capa completada) y el fondo del tanque. Un láser apunta a dos galvanómetros que dirigen la luz hacia las coordenadas correctas mediante una serie de espejos, con lo que la luz se enfoca hacia arriba a través del fondo del tanque y cura una capa de resina. 

A continuación, la capa curada se separa del fondo del tanque y la base de impresión asciende para dejar que fluya resina limpia por debajo. El proceso se repite hasta que termina la impresión. 

La Form 3 y la Form 3L usan tecnología Low Force Stereolithography (LFS), la última generación de la impresión 3D por SLA. 

En las impresoras 3D con LFS, el sistema óptico está alojado en una Light Processing Unit (LPU). Dentro de la LPU, un galvanómetro posiciona el rayo láser de alta densidad en la dirección del eje Y, hace que atraviese un filtro espacial y lo dirige a un espejo plegable y a uno parabólico para ofrecer una trayectoria en perpendicular al plano de impresión de forma constante. De este modo, se garantizan impresiones precisas y repetibles. 

A medida que la LPU se mueve en la dirección del eje X, la pieza impresa se separa con suavidad del fondo flexible del tanque, lo que reduce drásticamente las fuerzas que soportan las piezas durante el proceso de impresión.

La impresión 3D LFS reduce drásticamente las fuerzas que soportan las piezas durante el proceso de impresión usando un tanque flexible e iluminación lineal para ofrecer una calidad de superficie y una fiabilidad de impresión espectaculares.

La impresión 3D LFS reduce drásticamente las fuerzas que soportan las piezas durante el proceso de impresión usando un tanque flexible e iluminación lineal para ofrecer una calidad de superficie y una fiabilidad de impresión espectaculares. 

Esta forma avanzada de estereolitografía produce una calidad de la superficie y una precisión de la impresión muy superiores. La reducción de las fuerzas de impresión también permite el uso de estructuras de soporte despegables con un toque ligero, un proceso que abre un amplio abanico de posibilidades de desarrollo futuro de materiales avanzados y listos para la producción.


Libro blanco

Introducción a la impresión 3D con la estereolitografía (SLA) de escritorio

Descarga nuestro libro blanco para aprender cómo funcionan las tecnologías de impresión por SLA, por qué miles de profesionales utilizan actualmente este proceso y qué necesitas saber para explorar cómo se puede beneficiar tu trabajo de este proceso de impresión 3D.


¿Cómo funcionan las impresoras 3D DLP?

Al igual que sus homólogas por SLA, las impresoras 3D DLP de escritorio utilizan un tanque de resina con un fondo transparente y una base de impresión que desciende hasta un tanque de resina para crear piezas invertidas capa a capa.

La diferencia está en la fuente de luz. Las impresoras 3D DLP usan una pantalla de proyección digital para emitir rápidamente una imagen de una capa por toda la plataforma, con lo que todos los puntos se curan al mismo tiempo. 

¿Cómo funcionan las impresoras DLP 3D?

La luz se refleja en un dispositivo de microespejos digitales (DMD), una máscara dinámica que consiste en espejos de tamaño microscópico dispuestos en una matriz sobre un chip semiconductor. Alternar rápidamente estos pequeños espejos entre la(s) lente(s) que dirigen la luz hacia el fondo del tanque o un disipador de calor define las coordenadas donde la resina líquida se cura en una capa dada. 

Dado que el proyector es una pantalla digital, la imagen de cada capa está compuesta por píxeles cuadrados. El resultado es una capa tridimensional formada por pequeños ladrillos rectangulares llamados vóxeles.


3D printed part

Solicita una muestra gratuita

Experimenta la calidad de Formlabs de primera mano. Enviaremos una pieza de muestra impresa en 3D de manera gratuita a tu oficina.


SLA o DLP: guía comparativa de impresoras 3D de resina

Resolución

La resolución es el valor que aparece con mayor frecuencia en las listas de especificaciones de una impresora 3D, pero también es una gran fuente de confusión. Las unidades básicas de los procesos de impresión por SLA y DLP son formas distintas, lo que dificulta la comparación de las distintas máquinas si se siguen solo sus especificaciones numéricas.

En la impresión 3D se deben considerar tres dimensiones: las dos dimensiones 2D de los planos X e Y y la tercera dimensión vertical Z que hace posible trabajar en 3D.

La resolución Z se define mediante los grosores de capa que puede crear una impresora 3D. Las impresoras 3D de resina, como las impresoras SLA y DLP, ofrecen algunas de las mejores resoluciones Z (las capas más delgadas) de todos los procesos de impresión 3D. Normalmente, los usuarios pueden elegir entre una gama de opciones de altura de capa de entre 25 y 300 micras, lo que permite a los diseñadores encontrar un equilibrio entre el nivel de detalle y la velocidad. 

Comparación: tecnología de impresión 3D: láser SLA, DLP, estereolitografía de baja fuerza (LFS)

En la impresión 3D por DLP la resolución XY se define mediante el tamaño de los píxeles, que son la unidad más pequeña que el proyector puede reproducir en una única capa. Esto depende de la resolución del proyector y de su distancia respecto a la ventana óptica. La resolución más común es full HD (1080p). Por consiguiente, la mayoría de las impresoras 3D DLP de escritorio tienen una resolución XY fija, que, por lo general, es de entre 35 y 100 micras.

En las impresoras 3D SLA, la resolución XY es una combinación del tamaño del punto focal del láser y de los incrementos con los que se puede controlar el rayo láser. Por ejemplo, la impresora 3D LFS Form 3 incluye un láser con un punto focal de 85 micras, pero gracias al proceso de escaneo de línea constante, el láser puede moverse en incrementos más pequeños para producir piezas con una resolución XY de 25 micras de manera sistemática.

Sin embargo, la resolución no suele ser más que una medición cosmética. Ofrece una idea aproximada, pero no tiene por qué tener una correlación directa con la fiabilidad, la precisión y la calidad de impresión.

Descubre más sobre la resolución en la impresión 3D con nuestra guía exhaustiva.

Precisión y fiabilidad

Dado que la impresión 3D es un proceso aditivo, cada capa introduce una oportunidad de crear una imprecisión, y el proceso mediante el que se forman las capas afecta a la fiabilidad, que se define como la repetibilidad de la precisión de cada capa. La fiabilidad y la precisión dependen de muchos factores distintos, como el proceso de impresión 3D, los materiales, los ajustes del software o el posacabado, entre otros. 

En general, tanto las impresoras 3D SLA como DLP de resina se encuentran entre los procesos de impresión 3D más precisos y fiables. Las diferencias de precisión y fiabilidad se suelen explicar mejor por las diferencias entre las máquinas de distintos fabricantes que por las diferencias entre las tecnologías.

Por ejemplo, las impresoras SLA o DLP básicas pueden usar proyectores, láseres o galvanómetros comerciales, y sus fabricantes intentarán obtener el mejor rendimiento posible de estos componentes. Las impresoras 3D SLA o DLP profesionales, como la Form 3 de Formlabs, incluyen un sistema óptico a medida adaptado a las especificaciones que requieren las aplicaciones de clientes profesionales.

La precisión y la fiabilidad son cruciales para piezas como férulas dentales (izquierda) y guías quirúrgicas (derecha).

La precisión y la fiabilidad son cruciales para piezas como férulas dentales (izquierda) y guías quirúrgicas (derecha). 

La calibración también es crucial. Con los proyectores de DLP, los fabricantes deben enfrentarse a la distribución no uniforme de la luz por el plano de impresión y a la distorsión óptica de las lentes. Esto significa que los píxeles del centro no son del mismo tamaño o forma que los píxeles de los bordes. Las impresoras 3D SLA usan la misma fuente de luz para cada parte de la impresión, lo que significa que la distribución es uniforme por definición, pero aun así requieren una calibración exhaustiva para compensar las distorsiones.

Es posible que incluso una impresora 3D con los mejores componentes y grado de calibración genere resultados que varíen en gran medida según el material. Los distintos tipos de resina requieren ajustes de material optimizados para ofrecr el rendimiento deseado, lo que puede no estar disponible para materiales comerciales o resinas que no se hayan sometido a ensayos exhaustivos con un modelo concreto de impresora 3D.

En resumen, la precisión y la fiabilidad son casi imposibles de conocer únicamente a partir de las especificaciones técnicas. Al final, el mejor modo de evaluar una impresora 3D es inspeccionar impresiones reales o solicitar al fabricante que cree una impresión de prueba de uno de tus propios diseños.

Volumen de impresión

Con las impresoras 3D DLP, aumentar la resolución supone sacrificar parte del volumen de impresión. La resolución depende del proyector, que determina cuántos píxeles/vóxeles están disponibles. Si se acerca el proyector a la ventana óptica, los píxeles se vuelven más pequeños, lo que aumenta la resolución, pero limita el área de impresión disponible. 

Algunos fabricantes sitúan múltiples proyectores el uno al lado del otro o usan un proyector 4K de alta definición para aumentar el volumen de impresión, pero esto lleva a costes mucho más altos, que con frecuencia sacan a estas máquinas del mercado de escritorio.

Por lo tanto, las impresoras 3D DLP suelen estar optimizadas para casos de uso específicos. Algunas tienen un volumen de impresión menor y ofrecen alta resolución para producir piezas pequeñas y detalladas como joyas, mientras que otras pueden producir piezas mayores, pero a una resolución menor. 

El proceso de impresión por estereolitografía está diseñado desde un principio para poderse ampliar, ya que el volumen de impresión de una impresora 3D SLA es totalmente independiente de la resolución de la impresión. Se pueden producir impresiones de cualquier tamaño y con cualquier resolución en cualquier punto del área de impresión. Esto hace posible imprimir en 3D piezas grandes a alta resolución o un lote grande de piezas pequeñas detalladas para aumentar el rendimiento con la misma máquina.

La otra gran barrera para aumentar el volumen de impresión tanto en las impresoras 3D SLA como DLP es la fuerza de separación de capa. Al imprimir piezas más grandes, las fuerzas que soportan las piezas crecen exponencialmente cuando una capa curada se separa del tanque. 

En la impresión 3D LFS, la película protectora flexible en la base del tanque de resina se despega con suavidad a medida que la base de impresión tira de la pieza hacia arriba, lo que reduce considerablemente el esfuerzo al que esta está sometida. Esta capacidad única ha permitido aumentar de forma notable el volumen de impresión de la primera impresora 3D SLA de gran formato accesible, la Form 3L.

La Form 3L es la primera impresora 3D SLA de gran formato asequible con un volumen de impresión de 30 cm x 33,5 cm x 20 cm.

La Form 3L es la primera impresora 3D SLA de gran formato asequible con un volumen de impresión de 30 cm x 33,5 cm x 20 cm.

Acabado de la superficie

Las impresoras 3D SLA y DLP de resina son conocidas por crear las piezas con el acabado de la superficie más liso de todos los procesos de impresión 3D. Cuando describimos las diferencias, en la mayoría de los casos solo son visibles en piezas pequeñas o en modelos muy detallados.

Dado que en la impresión 3D los objetos están compuestos por capas, las impresiones 3D a menudo muestran líneas de capa horizontales visibles. No obstante, cuando el DLP renderiza las imágenes mediante vóxeles rectangulares, también aparece un efecto de líneas de vóxel verticales.

Comparación de tecnología de impresión 3D: SLA vs. DLP

Las impresoras 3D DLP renderizan las imágenes mediante vóxeles rectangulares, lo que provoca un efecto de líneas de vóxel verticales. En esta imagen, se ven las líneas de vóxel verticales tal y como aparecen de forma natural a la izquierda. A la derecha, están resaltadas para que se identifiquen más fácilmente.

Puesto que son una unidad rectangular, los vóxeles también afectan a los bordes curvos. Es como construir una forma redondeada con piezas de Lego. Los bordes aparecerán de forma escalonada tanto en el eje Z como en el plano X-Y.

Bordes gráficos SLA vs. DLP - Efecto Voxel - Perfil lateral Voxel

La forma rectangular de los vóxeles hace que los bordes curvos tengan un aspecto escalonado. Eliminar las líneas visibles de capa y de vóxel requiere un proceso de posacabado, como el lijado.

The rectangular shape of voxels makes curved edges appear stepped. Removing the appearance of voxel and layer lines requires post-processing, such as sanding.

En la impresión 3D LFS, las líneas de capa son prácticamente invisibles. Por consiguiente, se reduce la rugosidad de la superficie, lo que produce un acabado de la superficie liso, y, en el caso de los materiales transparentes, piezas más translúcidas.

En la impresión 3D LFS, las líneas de capa son prácticamente invisibles. Por consiguiente, se reduce la rugosidad de la superficie, lo que produce un acabado de la superficie liso, y, en el caso de los materiales transparentes, piezas más translúcidas.

Velocidad y rendimiento

Cuando se piensa en velocidad en la impresión 3D, es importante no considerar solo la velocidad de impresión en sí misma, sino también el rendimiento.

En general, la velocidad de impresión de las impresoras 3D de resina por SLA y DLP es comparable. Dado que el proyector expone cada capa entera al mismo tiempo, la velocidad de la impresión 3D por DLP es uniforme y depende únicamente de la altura de la impresión, mientras que las impresoras 3D SLA dibujan cada pieza con un láser. Por lo general, esto supone que las impresoras 3D SLA tengan una velocidad comparable o superior al imprimir piezas únicas de tamaño pequeño o medio, mientras que las impresoras 3D DLP imprimen con mayor rapidez las piezas grandes y totalmente densas o las impresiones con múltiples piezas que llenan gran parte de la base de impresión. 

Sin embargo, una vez más, merece la pena tener en cuenta el sacrificio del volumen de impresión que supone aumentar la resolución de las impresoras DLP. Una impresora 3D DLP pequeña puede imprimir una pieza pequeña o un lote (reducido) de piezas aún más pequeñas con rapidez y a alta resolución, pero el volumen de impresión limita el tamaño de la pieza y el rendimiento. Una máquina distinta con un volumen de impresión superior puede imprimir piezas grandes o un lote de piezas pequeñas con rapidez, pero a una resolución menor que la de la SLA.

Las impresoras 3D SLA pueden producir todas estas posibilidades en una misma máquina y ofrecen al usuario la libertad de decidir si desea optimizar la impresión para obtener mayor resolución, velocidad o rendimiento.

Las impresoras 3D SLA ofrecen un volumen de impresión mayor, lo que permite a los usuarios imprimir piezas en lotes y realizar la impresión durante la noche para aumentar el rendimiento.

Las impresoras 3D SLA ofrecen un volumen de impresión mayor, lo que permite a los usuarios imprimir piezas en lotes y realizar la impresión durante la noche para aumentar el rendimiento. 

La velocidad también puede depender del material que uses. La Draft Resin imprime hasta cuatro veces más rápido que los materiales estándar de Formlabs, lo que la hace ideal para prototipos iniciales e iteraciones rápidas, así como para modelos dentales y ortodóncicos. La Draft Resin cuenta con un proceso de trabajo optimizado para maximizar su eficiencia, desde velocidades de inicio de impresión rápidas a requisitos de tiempo muy bajos para la eliminación de soportes, lavado y curado.

Draft & Grey Resin - Time comparison
Grey Resin
100 Micras
Draft Resin
200 Micras
71 min
18 min
Draft & Grey Resin - Time comparison
Grey Resin
100 Micras
Draft Resin
200 Micras
21 h 46 min
8 h 43 min
Draft & Grey Resin - Time comparison
Grey Resin
100 Micras
Draft Resin
200 Micras
11 h 8 min
3 h 9 min

Proceso de trabajo y materiales

Como ocurre con la precisión y la fiabilidad, el proceso de trabajo y los materiales disponibles cambian más de una máquina a otra que de una tecnología a otra. 

La mayoría de las impresoras 3D SLA y DLP son de "enchufar y usar", con bases de impresión y tanques de resina fáciles de cambiar. Algunos modelos más avanzados también incluyen un sistema de cartuchos que llena automáticamente el tanque de resina líquida, con lo que se requiere menos atención y se facilitan las impresiones nocturnas. 

Algunas impresoras incluyen software propio para para preparar modelos 3D para la impresión, como PreForm, en el caso de las impresoras 3D SLA de Formlabs, mientras que otros fabricantes ofrecen soluciones comerciales de terceros. Las características difieren de un software a otro. Por ejemplo, PreForm ofrece configuración de la impresión en un clic, controles manuales que permiten optimizar la densidad y el tamaño de los soportes, grosor de capa adaptativo o funciones para ahorrar en materiales y tiempo. Por suerte, el software puede ser fácil de descargar y probar antes de comprar una impresora 3D.

Las impresoras 3D de resina ofrecen diversos materiales para una amplia gama de aplicaciones.

Las impresoras 3D de resina ofrecen diversos materiales para una amplia gama de aplicaciones.

Una de las ventajas más importantes de la impresión 3D de resina es la variedad de materiales que ofrece y que permiten crear piezas para distintas aplicaciones. Las resinas cuentan con una gran variedad de configuraciones de formulación. Son materiales que pueden ser blandos o duros, contener un gran porcentaje de materiales secundarios, como el vidrio o la cerámica, o poseer propiedades mecánicas como una alta temperatura de flexión bajo carga o resistencia al impacto. 

Sin embargo, el catálogo de materiales admitidos depende del modelo de impresora 3D, por lo que recomendamos consultar al fabricante antes de la compra. 

Las piezas que se imprimen con la SLA y el DLP requieren un posacabado tras la impresión. En primer lugar, las impresiones se deben lavar en un disolvente para eliminar el exceso de resina. Algunos materiales funcionales para ingeniería o biocompatibles también requieren poscurado. Formlabs ofrece soluciones para automatizar estos pasos con las impresoras 3D SLA, lo que ahorra tiempo y esfuerzo.

Por último, las piezas impresas en 3D sobre soportes requieren que se retiren estas estructuras, un proceso manual parecido en los casos de las impresoras 3D SLA y DLP. La impresión 3D LFS simplifica este paso ofreciendo estructuras de soporte despegables con un toque ligero que utilizan puntos de contacto muy pequeños para facilitar su despegue y reducir así las marcas que puedan dejar los soportes.

Empieza a trabajar con la impresión 3D por SLA

Tras haber identificado las diferencias entre las tecnologías y los resultados que producen, esperamos que te sea mucho más fácil elegir la solución de impresión 3D que mejor se adapte a tu proceso de trabajo y tus necesidades de producción.

Para explorar la última generación de la impresión 3D por SLA, infórmate sobre las impresoras 3D LFS Form 3 y Form 3L

¿Quieres comprobar su calidad de primera mano? Solicita el envío de una muestra gratuita a tus instalaciones.