Según la reciente estandarización de la manufactura aditiva (AM, por sus siglas en inglés) por parte de la ASTM y la ISO, las diferentes tecnologías de AM se agrupan en siete categorías.

En esta tecnología de manufactura aditiva, también conocida como FDM por sus siglas en inglés, un filamento de material termoplástico se funde y extruye a través de una boquilla. La boquilla deposita el material sobre una plataforma de construcción, enfriándose y solidificándose instantáneamente. Las capas existentes actúan como base para el material que está siendo extruido y de esta manera, la pieza se va construyendo de abajo hacia arriba, capa por capa.

A pesar que esta tecnología fue desarrollada principalmente para fundir y extruir materiales termoplásticos, su principio de funcionamiento la convierte en una tecnología apta para la fundición de otro tipo de materiales. La característica que deben presentar este otro tipo de materiales es la capacidad de ser fundidos y extruidos de forma fluida y posteriormente solidificados por convección natural al aire. Es por ello que en la actualidad esta tecnología se esta incorporando en la impresión 3D de materiales como el hormigón, los alimentos y polímeros biocompatibles.

Ventajas:

• Actualmente es la tecnología AM más simple, accesible y económica
• Materias primas de costo relativamente bajo
• Disponibilidad de una amplia gama de termoplásticos, incluso poliamidas y poliamidas reforzadas con fibras
• Adecuado para todos los niveles de necesidades de modelado y prototipos
• Adecuado para algunas piezas funcionales, especialmente para piezas que no se someten a grandes esfuerzos mecánicos

Desventajas:

• Baja cohesión entre capas, lo que resulta en poca resistencia a los esfuerzos de tensión que actúan paralelamente al plano de la capa
• El espesor de la capa resulta en un acabado superficial y tolerancias deficientes
• Puede ser necesario utilizar estructuras de soporte para evitar que ciertas capas recién fundidas y extruidas se caigan durante el proceso de enfriamiento.

Una de las principales aplicaciones de FDM es la creación de prototipos rápidos y de bajo costo para realizar el análisis de verificación y validación de la pieza. En general, el campo de aplicación de esta tecnología es muy amplio, ya que permite fabricar básicamente piezas de todo tipo de geometrías y dimensiones y para todo tipo de aplicaciones.

El proceso de impresión de un modelo 3D mediante el proceso de modelado por deposición fundida (FDM, por sus siglas en inglés) consiste básicamente de cinco pasos. Los pasos del proceso de impresión son:

1. El proceso comienza con un archivo 3D que puede provenir de cualquier aplicación CAD 3D. Es necesario que convierta el archivo 3D a un formato 3D “estándar”, como el formato STL, que es actualmente el formato más común para aplicaciones de impresión 3D.
2. El modelo podría presentar imperfecciones o características que impidan su impresión y que requieran un proceso de reparación para asegurar un buen resultado de impresión. Es fundamental que se asegure que el modelo no cuente con geometrías con alto riesgo de caída cuando se imprima en 3D, que no cuente con vértices abiertos, errores derivados del proceso de conversión de un formato 3D a otro formato 3D o cualquier otro problema. Si encuentra alguno de estos problemas o cualquier otro, el proceso puede requerir un rediseño parcial o incluso total del modelo para asegurar una impresión exitosa.
3. Una vez que se ha asegurado que el modelo puede imprimirse exitosamente, se aplica un proceso de “rebanado” al archivo 3D. Este proceso es el paso más crucial del proceso de manufactura aditiva, ya que es esta división en capas la que permite que se imprima capa por capa el modelo 3D.
4. Luego del proceso de división del modelo 3D en capas, el modelo está listo para ser enviado a la máquina de manufactura aditiva. Dependiendo de las especificaciones que solicite, se pueden seleccionar varios parámetros en la máquina, por ejemplo, la cantidad de perímetros, la cantidad de capas inferiores y superiores, la geometría de la estructura interna de la impresión, entre otras. Una vez seleccionados todos los parámetros, se procede a iniciar la impresión del modelo 3D. El tiempo de impresión dependerá del material seleccionado, de los parámetros de impresión seleccionados, de la cantidad de piezas a imprimir y de la complejidad de la geometría.
5. Una vez impreso el modelo 3D, si lo solicita, se puede realizar una fase de post procesamiento. La impresión FDM, se caracteriza por ser la tecnología más adecuada para la creación de prototipos rápidos y de bajo costo. A pesar de esto, en ocasiones es necesario realizar una fase de post procesamiento para lograr superficies lisas y/o añadir fuerza a las piezas impresas, aunque el costo se incremente considerablemente.

Por lo tanto, el primer paso necesario para iniciar el proceso de impresión de su modelo 3D es que proporcione el archivo 3D en formato 3D estándar. De preferencia, el archivo 3D debe estar en formato STL.