Form 4: Un 99 % de índice de éxito probado independientemente por un laboratorio externo
La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, es una herramienta potente y popular para acelerar el desarrollo de productos y la fabricación en muchos sectores. La fiabilidad es fundamental para cualquier herramienta diseñada para crear piezas, y la impresión 3D no es una excepción. Aunque la impresión 3D ha dado pasos de gigante en la última década, muchas impresoras se siguen viendo frenadas por su escasa fiabilidad. En una encuesta de 2024 realizada por 3D Printing Industry, los líderes del sector de la fabricación aditiva identificaron la "fiabilidad de las máquinas y los procesos" como el principal obstáculo para lograr una adopción más amplia de la impresión 3D.
Por desgracia, hasta la fecha no ha habido ninguna información cuantitativa fiable a disposición de los clientes que sirva como referencia para decisiones de compra. Para ayudar a resolver esta carencia, encargamos una serie de ensayos exhaustivos de rendimiento a un laboratorio independiente que es líder mundial en ensayo de productos. Estos ensayos se realizaron en impresoras 3D de estereolitografía (SLA) específicas, entre las que se cuentan la Form 4, la Form 3+ y dos impresoras 3D de resina de coste comparativamente bajo. El objetivo de este ensayo era evaluar el índice de éxito de la impresión y la repetibilidad de las piezas impresas en las respectivas impresoras.
Se midió que la Form 4 de Formlabs tiene un índice de éxito en la impresión del 98,7 %, mientras que las impresoras de referencia que se sometieron a ensayo tienen un índice de fallo entre 10 y 20 veces superior al de la Form 4.
Para leer una descripción completa de la metodología de ensayo y ver los resultados, descarga nuestro libro blanco.
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Tanto si necesitas prototipar a toda velocidad como si estás fabricando piezas de uso final, estamos aquí para ayudarte. El equipo de Ventas de Formlabs está formado por especialistas que saben exactamente cómo ofrecer la asistencia que tu negocio y tú necesitáis.
Aunque los ensayos fueron realizados en los laboratorios de una empresa externa, Formlabs definió las pruebas y los procedimientos que se utilizaron durante los ensayos, con el fin de estandarizar estas pruebas en todas las impresoras. Este procedimiento normalizado de trabajo (PNT) consiste en gran medida en imprimir modelos a partir de una configuración estándar y mantener un procesamiento equivalente, con comprobaciones de calidad en cada paso del proceso para eliminar el riesgo de que un error del usuario cambie los resultados.
Siguiendo ese procedimiento, se imprimieron 15 modelos tres veces cada uno en cinco impresoras diferentes de cada fabricante en condiciones de fábrica, lo que dio como resultado 225 impresiones para cada marca de impresora, registrando el éxito o el fracaso de las impresiones.
Impresoras y materiales
El ecosistema Form 4, que incluye la Form Wash y la Form Cure, así como la base de impresión y el cartucho de resina con dispensación automática. Para poner a prueba la Form 4, se utilizó la Grey Resin V4.
Para comprender plenamente las distintas opciones disponibles, se seleccionaron para este ensayo cuatro tipos diferentes de impresoras 3D SLA o de resina, todas las cuales funcionaban mediante fotopolimerización en tanque.
- Form 4 de Formlabs
- Form 3+ de Formlabs
- Impresora de referencia A
- Impresora de referencia B
Cada impresora se utilizó únicamente con la versión más actualizada del hardware (incluidos el tanque de resina y la base de impresión) y la resina seleccionada para cada impresora se identificó como la resina gris estándar producida por sus respectivas marcas y anunciada para esa impresora.
Modelos 3D y división en capas
Se seleccionaron 15 modelos 3D diferentes de entre un amplio abanico de aplicaciones, tamaños y factores de forma, que incluían aplicaciones de ingeniería y fabricación, aplicaciones biomédicas y aplicaciones odontológicas. La mayoría de los modelos requerían soportes y no podían imprimirse directamente sobre la base de impresión.
Herramientas de generación automática de soportes de PreForm (izquierda) y Lychee (derecha) en sus configuraciones estándar.
Se llevaron a cabo los siguientes pasos para la configuración de la impresión:
- Los modelos se orientaron mediante la herramienta de Orientación automática de PreForm en todas las impresoras.
- La generación de soportes y la división final en capas se realizaron en PreForm para las impresoras de Formlabs y en Lychee Slicer para las dos impresoras de referencia.
- Los soportes se generaron con la herramienta de generación automática en ambos programas.
- Para cada material se utilizaron los ajustes recomendados por el fabricante.
- Se utilizó una altura de capa de 100 μm.
Los ajustes completos para cada impresora se encuentran en el apéndice del libro blanco.
Procedimiento normalizado de trabajo
Se siguió un PNT para las cuatro impresoras, con solo pequeñas modificaciones necesarias para cada tipo. Esto incluye:
- Una inspección semanal de la base de impresión y el tanque de resina de la impresora.
- En las impresoras sin dispensación automática de resina, el tanque de resina se prellenó con resina hasta justo por debajo de la altura máxima de llenado recomendada antes de cada impresión.
- Se revisaron los consumibles y accesorios antes de seleccionar la impresión de la cola e iniciarla.
- A continuación, se permitió que las impresiones se ejecutaran sin interferencias, a menos que dieran un error.
- Se anotaron los códigos de error y, a continuación, los operarios siguieron las indicaciones de la pantalla para restablecer y reanudar la impresión o para que fallara la impresión y dejar de imprimir según fuera necesario.
- Si las impresiones fallaban, se comprobaba si había restos en los tanques y, de ser necesario, se limpiaban antes de la siguiente impresión.
Pieza de prueba impresa en la Form 3+, inmediatamente después de imprimirla y todavía dentro de la impresora.
Pieza de prueba impresa en la Form 3+ después del primer lavado, con los soportes todavía puestos.
Pieza de prueba impresa en la Form 3+, con los soportes retirados y curada.
Una vez finalizada la impresión, se daban los siguientes pasos:
- Todas las impresiones se fotografiaron inmediatamente estando todavía en la impresora.
- Las impresiones se retiraron de la base de impresión, utilizando una espátula o rascador si era necesario.
- Las piezas se lavaron en una Form Wash llena de alcohol isopropílico durante 5 minutos*.
- Las piezas impresas se fotografiaron con los soportes todavía colocados.
- Se retiraron los soportes.
- Las impresiones se colocaron en un segundo lavado con alcohol isopropílico durante 10 minutos*.
- Las piezas impresas se curaron en la Form Cure según las instrucciones del fabricante.
- Se tomó una última serie de fotografías de la pieza impresa.
*Se utilizaron dos lavados para cada tipo de impresora y se renovó el alcohol isopropílico cada 100 lavados para evitar que se saturara de resina y perdiera su eficacia.
Después de cada impresión, se determinó el éxito/fracaso de la misma, marcándose como fracaso si había un problema importante con la impresión que hiciera claramente que la pieza no funcionara. Algunos ejemplos de fracaso son la falta de adherencia a la base de impresión, la delaminación, la deformación excesiva y que la pieza tuviera partes o relieves sin desarrollar. Los defectos poco importantes, como las rayas o una gran presencia de residuos de los soportes, se consideraron impresiones con éxito.
Un ejemplo de una impresión fallida por defectos de deformación.
Resultados del ensayo de fiabilidad
Éxitos y fallos de impresión
La Form 4 y la Form 3+ de Formlabs tuvieron cada una un índice de fallo del 1,3 %, mientras que la impresora de referencia A tuvo un índice de fallo del 13,8 % y la impresora de referencia B obtuvo el peor rendimiento, con un índice de fallo del 25,3 %. Estos índices de fallo suelen influir directamente en el coste por pieza, los análisis modales de fallos y efectos (AMFE) y muchos otros criterios importantes. Encontrarás un desglose de los fallos modelo por modelo en el libro blanco.
Índices de fallo de impresión
Se midió que la Form 4 tenía un índice de éxito en la impresión del 98,7 %, igual que el de la Form 3+, una impresora que se ha optimizado continuamente durante cinco años para mejorar su rendimiento sobre el terreno. Las impresoras de referencia, A y B, dieron un 86,2 % y un 74,7 % de índice de éxito de la impresión respectivamente, o lo que es lo mismo, un 13,8 % y un 25,3 % de índice de fallo (frente al 1,3 % de la Form 4). Esto demuestra que las impresoras de referencia tienen entre 10 y 20 veces el índice de fallo de la Form 4, y que una de cada cuatro impresiones de la impresora de referencia B fallan.
Todos estos resultados se obtuvieron en un laboratorio con condiciones óptimas, y con impresiones que habían sido validadas para imprimirse con éxito en las cuatro impresoras sometidas a ensayo. Es importante tener en cuenta que las condiciones fuera del laboratorio con modelos generados por los usuarios suelen ser inferiores en general. Por ejemplo, el índice de éxito de la impresión en condiciones reales de la Form 4 en el momento de redactar este informe (medido por Formlabs) era del 94 %.
Estos resultados excluyen el hecho de que dos de las impresoras de referencia B llegaron averiadas y tuvieron que ser reemplazadas para poder comenzar el ensayo. En un entorno empresarial, esto supondría perder varios días de trabajo, además de dedicar horas de trabajo manual a resolver problemas, limpiar impresiones fallidas y restablecer la impresora para volver a intentar la impresión.
Hay muchos factores que contribuyen a la fiabilidad de una impresora. En Formlabs, esto incluye:
- Hardware: diseño para que las fuerzas de separación de capas sean más bajas, un entorno y una temperatura constantes, automatización del diagnóstico y la monitorización
- Materiales: materiales de alto rendimiento, ajustes de impresión validados
- Software: configuración de impresión optimizada con notificaciones automáticas
- Validación y ensayo de cada nuevo prototipo de impresora
| Impresora | Form 4 | Form 3+ | Impresora de referencia A | Impresora de referencia B |
|---|---|---|---|---|
| Averiada al llegar | 0 | 0 | 0 | 2 |
| Objetivo de n.º de impresiones | 225 | 225 | 225 | 225 |
| Impresiones completadas | 225 | 225 | 225 | 216 |
| Impresiones fallidas | 3 | 3 | 31 | 55 |
| Índice de fallo | 1,3 % | 1,3 % | 13,8 % | 25,3 % |
| Año de lanzamiento | 2024 | 2019 | 2023 | 2022 |
| Volumen de impresión | 20,0 x 12,5 x 21,0 cm | 14,5 x 14,5 x 19,3 cm | 19,8 x 11,9 x 21,8 cm | 19,8 x 12,2 x 23,6 cm |
| Coste en el momento del ensayo | 4500 € | 2500 € | 450 € | 650 € |
| Tecnología | MSLA | SLA por láser | MSLA | MSLA |
| Modos de fallo | Faltan trozos (x2) Detención de la impresión (x1) | Faltan trozos (x2) Deformación (x1) | Falta de adherencia (x13) Delaminación (x7) Faltan trozos (x6) Agrietamiento (x5) | Falta de adherencia (x31) Agrietamiento (x10) Faltan trozos (x6) Delaminación (x5) Fallo de la pantalla LCD (x3) |
| Problemas no relacionados con la impresión | Firmware desfasado (x1) | Ninguno | Hacía falta sustituir la película (x5) | Fallo de la vuelta a la posición inicial (x7) Fallo del módulo led (x1) Fallo de la pantalla LCD (x2) |
| Horas perdidas de impresión por fallos | 9 | 17 | Más de 100 | Más de 250 |
Demostración del producto: Form 4
Descubre cómo la Form 4 puede hacer posibles nuevos niveles de productividad e innovación mediante su incomparable velocidad, precisión y fiabilidad.
Imprime de forma fiable con la Form 4 de Formlabs
En la última década, la impresión 3D se ha convertido en una herramienta imprescindible para muchos profesionales, por lo que la necesidad de impresoras fiables es mayor que nunca, al igual que la necesidad de datos de rendimiento de terceros imparciales para que los profesionales dispongan de la información necesaria para tomar decisiones empresariales con conocimiento de causa.
Para aficionados y aplicaciones no exigentes, las impresoras 3D de resina de bajo coste pueden ser una opción rentable. Pero para los profesionales que necesitan que las piezas se impriman con fiabilidad, precisión y sin que implique trabajo manual, la fiabilidad importa, y la Form 4 puede ahorrarles resina y consumibles, tiempo y trabajo manual, así como dolores de cabeza y plazos incumplidos.
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