Impresión 3D SLA vs. PolyJet (inyección de material): Comparación detallada

impresión 3D sla vs polyjet

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, las inversiones iniciales, los procesos de trabajo y la velocidad, de forma que puedas decidir qué tecnología es la adecuada para tu aplicación en particular.

El PolyJet, que es una forma de impresión 3D mediante inyección de material, y la estereolitografía (SLA) son dos procesos comunes para la impresión 3D de resina. Ambas tecnologías son populares porque producen prototipos y piezas de alta precisión, isotrópicos y estancos de calidad industrial, con un catálogo de materiales avanzados que permiten obtener detalles precisos y un acabado de la superficie liso.

En esta guía exhaustiva, examinamos de cerca las impresoras 3D PolyJet y SLA, para ver qué diferencias hay entre ellas en cuestión de costes, calidad de impresión, materiales, aplicaciones, proceso de trabajo, velocidad y más factores. Esto te ayudará a decidir cuál de las técnicas es la ideal para tu negocio.

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¿Qué es la inyección de material?

La inyección de material es una forma de impresión 3D similar a la impresión con inyección de tinta de las impresoras tradicionales. La diferencia es que con la impresión por inyección de material, se inyectan gotas de plástico fotopolimerizable que se curan, mientras que en la inyección de tinta, lo que ocurre es que se inyecta tinta para proyectarla sobre el papel.

¿Cómo funciona la inyección de material?

Durante el proceso de inyección de material, un cabezal se mueve por la base de impresión a lo largo de los ejes X e Y, propulsando gotas de resina contra la base de impresión. En ese mismo movimiento, la luz ultravioleta procedente del cabezal de impresión cura las gotas que hay sobre la base de impresión. Una vez que la capa queda completada, la base de impresión desciende para que el cabezal de impresión pueda distribuir una segunda capa. Acto seguido, el objeto impreso seguirá creciendo hasta que el proceso acabe.

Para geometrías complejas como proyeccione o voladizos, la impresora 3D inyecta un material de soporte extraíble con propiedades similares a las de un gel. Los cabezales de impresión también pueden mezclar múltiples materiales de inyección de material a la vez para obtener propiedades y colores únicos para los materiales.

¿Qué es la impresión 3D PolyJet?

La impresión 3D PolyJet pertenece a la familia de los procesos de fabricación aditiva por inyección de material. El PolyJet es una tecnología que desarrolló la empresa Objet, que fue adquirida más tarde por Stratasys. Hay otras impresoras 3D de inyección de material en el mercado, pero solo Stratasys vende las que tienen PolyJet como marca.

Impresora 3D PolyJet Connex 500 de Stratasys

Una impresora 3D PolyJet Connex 500 de Stratasys.

¿Qué es la impresión 3D SLA?

La estereolitografía fue la primera tecnología de impresión 3D del mundo, inventada en los años 80, y sigue siendo una de las tecnologías más populares en el ámbito profesional. Las impresoras 3D SLA usan una fuente de luz para curar resina líquida y convertirla en objetos tridimensionales, exponiendo un tanque de resina a una fuente de luz que endurece la resina.

¿Cómo funciona la impresión 3D SLA?

Las impresoras 3D SLA invertidas más comunes 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.

Existen múltiples tipos de procesos de impresión 3D SLA o de resina, definidos en gran medida por el tipo de fuente de luz que se utiliza para solidificar la resina. El proceso más popular actualmente es la impresión 3D por estereolitografía enmascarada (MSLA), en la que la fuente de luz se cubre selectivamente o se enmascara con una pantalla LCD.

La Form 4 y la Form 4L, su versión para la impresión 3D de gran formato, se basan en el motor de impresión Low Force Display™ (LFD), una forma avanzada de impresión 3D MSLA.

Despiece del motor de impresión LFD

El núcleo del motor de impresión LFD es la unidad de retroiluminación, una fuente de luz de muy alta potencia que emite una proyección de luz uniforme en área que pasa a través de una matriz de lentes y a la Light Processing Unit (LPU) 4, donde adquiere la forma de la capa impresa. Cuando la luz alcanza la resina líquida dentro del tanque de resina, toda la capa líquida se cura inmediatamente para convertirse en una capa sólida. A continuación, la base de impresión se alza fuera de la resina y un eje Z de precisión separa la capa del fondo del tanque de resina.

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PolyJet (inyección de material) vs. SLA: Comparación detallada

Aunque las impresoras 3D PolyJet (inyección de material) y SLA tienen en común que crean piezas de resina de alta resolución, ofrecen diversas ventajas y desventajas para aplicaciones específicas. Por lo tanto, conviene evaluar y comparar sus distintos puntos fuertes y débiles en varias categorías clave.

Costes y rentabilidad de la inversión

Una de las principales diferencias entre las impresoras 3D SLA y de inyección de material tiene que ver con sus costes. A medida que las patentes de la tecnología SLA empezaron a caducar a finales de la década de los 2000 e impresoras 3D SLA de escritorio de un formato más pequeño entraron en el mercado, el coste de las impresoras SLA pasó a ser 100 veces menor. Hoy en día, los precios de las impresoras SLA profesionales parten de los 2500 €, mientras que las impresoras de gran formato para el banco de trabajo tienen precios que parte de los 5000 €. 

En cambio, las impresoras 3D de inyección de material y PolyJet son considerablemente más caras, con precios que oscilan entre los 20 000 y más de 500 000 €. Y esto es solo el coste de la máquina; los planes de asistencia obligatorios pueden costar hasta el 20 % del precio de una impresora PolyJet cada año, lo que es suficiente para comprar un parque de impresoras SLA al año.

Además, las resinas para impresoras 3D de inyección de material suelen ser entre dos y tres veces más caras que las resinas para SLA. Por consiguiente, el coste general por pieza de las impresiones por PolyJet es muchas veces superior al de una impresión de SLA. Las impresoras PolyJet también requieren más mantenimiento, lo que aumenta la cantidad de trabajo manual que hace falta para utilizarlas. 

Es por eso que, aunque necesites específicamente el PolyJet para una aplicación determinada, como modelos a todo color o piezas de múltiples materiales, es más probable que tu inversión te resulte más rentable con una impresora SLA.

columna vertebral gris impresa en 3d

En el Hospital Infantil de San Luis, los modelos anatómicos como esta columna vertebral costarían unos 1600 $ en resina PolyJet, frente a los 80 $ que costaría hacerlos con la Fast Model Resin de Formlabs.

coste de la impresión 3d
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Materiales y aplicaciones

Una de las mayores diferencias entre el PolyJet y la SLA es la variedad de materiales disponibles, que también define las posibles aplicaciones para estas impresoras.

Dependiendo del modelo de impresora, la mayoría de las impresoras 3D de inyección de material y PolyJet admiten entre cinco y diez materiales diferentes. Estos materiales pueden ser materiales de prototipado estándar, materiales con colores diferentes, materiales transparentes y materiales biocompatibles. Algunas impresoras 3D PolyJet más caras también pueden imprimir con más de un material a la vez, con lo que es posible llevar a cabo aplicaciones innovadoras de la inyección de material como la impresión de prototipos multicolores y de varios materiales.

Sin embargo, las impresoras PolyJet solo pueden imprimir con materiales de baja viscosidad, lo que limita considerablemente las propiedades disponibles. Los materiales de PolyJet también tienen una temperatura de flexión bajo carga baja, generalmente de unos 45-50 °C, lo que significa que pueden empezar a mostrar fluencia y perder su forma bajo una luz intensa. Por ello, la impresión PolyJet solo es ideal para el modelado de conceptos y aplicaciones de prototipado no funcionales, así como algunas aplicaciones dentales y médicas que requieran biocompatibilidad.

Las impresoras 3D SLA admiten una gama mucho más amplia de materiales que una impresora de inyección de material típica, con más de 45 materiales para las impresoras 3D de Formlabs, que incluyen más de 15 materiales biocompatibles. Las resinas de estereolitografía ofrecen una gama mucho más amplia de propiedades de los materiales: pueden ser flexibles o rígidas, transparentes u opacas, estar muy rellenas de materiales secundarios como vidrio, cera o cerámica, o estar imbuidas de propiedades mecánicas como una alta temperatura de flexión bajo carga, resistencia al impacto o resistencia química. Por eso, los materiales de estereolitografía dar resultados muy similares a los de los materiales termoplásticos de uso final habituales para el prototipado rápido.

Aunque la SLA no ofrece impresión 3D multicolor, es la única otra tecnología de impresión 3D que ofrece colores personalizados para aplicaciones profesionales, gracias a la Color Resin. La Color Resin se fabrica a medida y hace posible una producción rápida, fácil y asequible de piezas con colores que van desde tonos neutros con matices a colores saturados e intensos para prototipos realistas, sujeciones con guía y fijaciones codificadas por colores o piezas de uso final con colores personalizados.

Las impresoras 3D SLA ofrecen la gama más amplia de materiales para ingeniería, fabricación y aplicaciones sanitarias.

Las impresoras 3D SLA ofrecen la gama más amplia de materiales para ingeniería, fabricación y aplicaciones sanitarias.

Formlabs también ofrece el Open Material Mode (OMM), que permite imprimir con cualquier resina fotopolimerizable de 405 nm, dando a los investigadores y usuarios expertos pleno acceso a materiales de terceros o al desarrollo de materiales propios.

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Facilidad de uso

Proceso de trabajo

El proceso de trabajo para la impresión 3D tanto por PolyJet como SLA incluye tres pasos: diseño, impresión 3D y posacabado.

Las impresoras 3D PolyJet y SLA profesionales incluyen su propio software y ajustes predefinidos para cada material, que se han sometido a ensayos exhaustivos para asegurar el máximo índice de éxito posible en la impresión. Preparar las impresiones con herramientas avanzadas de preparación de la impresión como PreForm es un proceso sencillo, con funciones que automatizan la orientación de las piezas y la generación de soportes. 

Cuando comienza el proceso de impresión 3D, las impresoras 3D pueden funcionar sin vigilancia, incluso por la noche, hasta que la impresión termine. Las impresoras 3D PolyJet y SLA avanzadas como las de la serie Form 4 de Formlabs ofrecen un sistema de cartuchos que repone el material automáticamente. Las impresoras 3D de la serie Form 4 de Formlabs también ofrecen la opción de añadir el Resin Pumping System, un sistema de bombeo que suministra sin problemas 5 l de resina a la impresora.

Para posacabar las piezas, tendrás que retirar manualmente material de soporte de una pieza impresa en 3D mediante PolyJet, utilizando un chorro de agua o una combinación de baños químicos y despegado para los soportes gruesos. Esto puede doblar las piezas con paredes delgadas y también romper fácilmente los detalles delicados. Las piezas de PolyJet no requieren poscurado, ya que los modelos salen de la impresora completamente curados.

El posacabado de PolyJet incluye una combinación de baños químicos, despegado y chorros de agua, que pueden dañar los detalles complejos.

El posacabado de PolyJet incluye una combinación de baños químicos, despegado y chorros de agua, que pueden dañar los detalles complejos.

Las piezas impresas mediante SLA requieren un lavado en alcohol isopropílico o disolventes alternativos para eliminar la resina sin curar de su superficie. Si seguimos el proceso de trabajo habitual, esto implica empezar por retirar las piezas de la base de impresión y lavarlas manualmente en un baño de disolvente para limpiar el exceso de resina.

Piezas dentro de una Form Wash (izquierda) y una Form Cure (derecha)

El posacabado de SLA se puede automatizar en su mayoría con soluciones de lavado y curado.

Las soluciones profesionales como la Form Wash y la Form Wash L automatizan el posacabado para SLA. Las piezas pueden trasladarse directamente desde la impresora hasta la Form Wash o la Form Wash L, que agita el disolvente en torno a las piezas para limpiarlas y las saca automáticamente del baño de alcohol cuando termina el proceso.

Después de secarse tras el lavado, algunos materiales para SLA requieren un poscurado, un proceso que ayuda a las piezas a alcanzar su máxima resistencia y estabilidad posibles. Esto también se puede automatizar con soluciones de curado como la Form Cure y la Form Cure L

La eliminación de los soportes de las piezas impresas mediante SLA requiere cortar las estructuras de soporte y lijar ligeramente las piezas para eliminar las marcas que dejan los soportes. La tecnología de Formlabs ofrece soportes de punta fina, que permiten separar un objeto entero de su base de soporte en cuestión de segundos, dejando marcas mínimas y reduciendo el tiempo invertido en el posacabado. Otras de las funciones y ajustes para los soportes que ofrece PreForm, como los soportes agrupados que mostramos abajo, pueden optimizar la colocación de los soportes, reduciendo el tiempo y el trabajo que requiere su eliminación.

Si es necesario un posacabado posterior, las piezas impresas mediante PolyJet y SLA se pueden mecanizar, imprimar, pintar y ensamblar para aplicaciones o acabados concretos.

Mantenimiento

Con frecuencia, las impresoras PolyJet requieren más mantenimiento que una impresora SLA típica. Tendrás que limpiar el cabezal de impresión, la bandeja de impresión y el rodillo después de cada uso. Además, deberás limpiar las lámparas UV y el limpiador a diario, así como realizar pruebas regulares para asegurarte de que tu impresora siga funcionando correctamente. 

Las impresoras 3D de inyección de material también suelen requerir una configuración y formación específica, con una instalación presencial en el lugar de uso. Su proceso de trabajo más complejo y la mayor curva de aprendizaje hacen que este sistema necesite un técnico experto in situ que se ocupe del uso y el mantenimiento de la máquina.

Más allá de mantener la impresora y el área de trabajo en orden, las impresoras 3D SLA profesionales no suelen requerir mantenimiento regular. Los sensores inteligentes de las impresoras 3D de la serie Form 4 también ofrecen detección de restos, controlar los niveles de resina y más. Además, la sencillez de su proceso de trabajo también da a cualquier miembro de una empresa la capacidad de utilizar una impresora SLA de forma independiente tras menos de una hora de formación.

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Volumen de impresión

Las impresoras PolyJet están disponibles en varios tamaños, desde modelos pequeños para el banco de trabajo hasta grandes máquinas industriales de varias toneladas. A causa de las diferencias entre tecnologías, desarrollar impresoras PolyJet de gran tamaño es menos complicado. 

Las primeras impresoras 3D SLA eran principalmente grandes máquinas industriales que ofrecían grandes volúmenes de impresión, pero a menudo con un coste incluso mayor que el del PolyJet y con un proceso de trabajo mucho más complejo. Sin embargo, gracias al rápido desarrollo de la tecnología de impresión SLA, las impresoras SLA ya están disponibles tanto en formato compacto de escritorio como en gran formato para el banco de trabajo, por un coste muy inferior al de las impresoras PolyJet.

El proceso de SLA invertida que hay detrás de las impresoras SLA de escritorio y de banco de trabajo más accesibles reduce la superficie que ocupan y su coste, pero el aumento de las fuerzas de separación de capa introduce limitaciones respecto a los materiales y el volumen de impresión. Además, las piezas grandes requieren estructuras de soporte para imprimirse con éxito.

Gracias a la introducción del proceso de impresión Low Force Stereolithography (LFS) de las impresoras 3D de la generación Form 3, Formlabs ha rediseñado el enfoque de la impresión 3D con resina para reducir de manera notable las fuerzas que soportan las piezas durante el proceso de impresión. Otras actualizaciones de las impresoras 3D de la serie Form 4, que incluyen una textura de liberación y un tanque con película flexible, han reducido aún más las fuerzas de separación de capa, lo que permite imprimir a gran velocidad y con fiabilidad. 

En lo que respecta a la impresión 3D SLA de gran formato, la Form 4L usa la misma tecnología que la Form 4, al tiempo que elimina las restricciones de tamaño que a veces dificultan los procesos de trabajo en dispositivos de escritorio más pequeños y mantiene un precio competitivo.

Velocidad de impresión

El PolyJet y la SLA se consideran unas de las tecnologías de impresión 3D más rápidas. 

Las impresoras 3D PolyJet ofrecen velocidades de impresión rápidas en un espacio cúbico de 13 centímetros de lado, pero para modelos e impresiones mayores, la velocidad de impresión disminuye considerablemente al tener que desplazarse más lejos el cabezal de impresión, lo que provoca que las capas requieran una mayor cantidad de tiempo para completarse.

Las impresoras MSLA curan una capa entera de resina de una vez, lo que significa que se tarda un tiempo parecido en imprimir una base de impresión llena o una sola pieza, permitiendo a los usuarios compactar las piezas de una base de impresión para que quepan más en ella sin dejar de conseguir velocidades de impresión rápidas.

Las impresoras PolyJet también tienen un abanico limitado de soluciones de posacabado automatizadas, por lo que, aunque el proceso de impresión puede ser más rápido, el posacabado es con frecuencia más lento y laborioso con una impresora PolyJet.

La velocidad también puede depender del material que uses. La Fast Model Resin de Formlabs se desarrolló para aprovechar la tecnología de la serie Form 4 y es capaz de imprimir a velocidades de más de 100 mm por hora, con lo que se puede tener modelos odontológicos listos en minutos o prototipos grandes en menos de dos horas.

Prototipo de asiento impreso en 3D de Radio Flyer

Comparación de velocidad de impresión: Prototipo de asiento de Radio Flyer

Impresión 3D FLMImpresión 3D SLA
1 prototipo42 h 3 min2 h 37 min

Impresoras y parámetros de impresión que se han comparado:

  • Impresora 3D FDM: Ultimaker S7, PLA, altura de capa de 100 micras, 20 % de densidad de relleno
  • Impresora 3D SLA: Form 4, Fast Model Resin, altura de capa de 200 micras
Gráfica de fiabilidad
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PolyJet (inyección de material) vs. SLA: Comparación en paralelo

Cada tecnología de impresión 3D tiene sus propios puntos fuertes, puntos débiles y requisitos y es apropiada para distintas aplicaciones y negocios. La siguiente tabla resume algunas características y consideraciones clave a la hora de comparar las impresoras 3D PolyJet y las impresoras 3D SLA.

PolyJetEstereolitografía (SLA)
Resolución★★★★★★★★★★
Precisión★★★★★★★★★★
Acabado de la superficie★★★★★★★★★★
Productividad★★★★☆★★★★☆
Diseños complejos★★★★☆★★★★☆
Facilidad de uso★★★★☆★★★★★
VentajasGran precisión
Acabado de la superficie liso
Impresión 3D multicolor
Propiedades de múltiples materiales
Velocidades de impresión rápidas (para piezas pequeñas)
Excelente relación calidad-precio
Gran precisión
Acabado de la superficie liso
Velocidades de impresión rápidas
Amplio abanico de aplicaciones funcionales
InconvenientesMaquinaria y materiales caros
Opciones de materiales limitadas
Las piezas son sensibles al calor y a exposiciones prolongadas a la luz UV.
Requiere mantenimiento y operarios específicos
Algunos materiales son sensibles a una exposición prolongada a la luz UV
AplicacionesModelado de conceptos
Prototipado rápido
Aplicaciones odontológicas y médicas
Modelado de conceptos
Prototipado rápido
Prototipado funcional
Utillaje rápido
Accesorios para la fabricación
Fabricación rápida, de bajo volumen o personalizada
Modelos y aparatos dentales
Modelos médicos y productos sanitarios
Prototipado y fundición de joyería
Maquetas y atrezo
Volumen de impresión294 x 192 x 148,6 mm en impresoras de banco de trabajo, hasta 1000 x 800 x 500 mm en las impresoras de gran escalaHasta 353 × 196 × 350 mm (impresoras 3D de escritorio y para el banco de trabajo)
PrecioEl precio de las impresoras para el banco de trabajo parte de en torno a los 20 000 €, mientras que las máquinas industriales de gran tamaño pueden costar más de 500 000 €.Las impresoras 3D de resina de bajo coste están disponibles por precios que van desde los 200 a los 1000 €, las impresoras 3D SLA profesionales van de los 2500 a los 10 000 € y las impresoras 3D de resina de gran formato tienen precios que abarcan de los 5000 a los 25 000 €.
MaterialesVariedades de resina (plásticos termoendurecibles). Resinas estándar (opacas, transparentes, de colores), para ingeniería, odontología y medicina (biocompatibles)Variedades de resina (plásticos termoendurecibles). Resinas estándar (opacas, translúcidas, con colores), para ingeniería (similares al ABS y al polipropileno, flexibles, resistentes a la temperatura, rígidas y con relleno de vidrio), para aplicaciones de fundición, dentales y médicas (biocompatibles). Silicona pura y cerámica.

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Las tecnologías de impresión 3D por inyección de material y SLA tienen ventajas únicas. Desde un gran precisión y fiabilidad hasta un acabado liso, velocidades de impresión rápidas y una gran variedad de materiales. Sin embargo, la tecnología SLA ha evolucionado más rápido y ofrece ventajas únicas, especialmente si se tienen en cuenta el coste, la facilidad de uso y el abanico de posibles aplicaciones.

Las impresoras 3D de resina de la serie Form 4 ofrecen un índice de éxito del 99 %, un catálogo creciente de materiales especializados, un software intuitivo de preparación y gestión de impresiones y servicios profesionales. Todo en un mismo paquete. ¿Quieres comprobar su calidad de primera mano? Solicita el envío de una muestra gratuita a tus instalaciones.