Cuando hablamos de manufactura aditiva o impresión 3D lo que la gran mayoría de las personas piensa es en una maquina pequeña con un solo extrusor de plástico donde imprimir muñequitos o gatgets para el hogar o la oficina. Pero lo que muy pocas personas saben es sobre la gran cantidad de diferentes tecnologías, cada una diferente de la otra, con sus propios beneficios, desventajas y aplicaciones específicas.
Con tanta variedad de tecnologías con diferentes nombres o siglas es un poco difícil tener en mente cuales son todas y como funciona cada una. Por eso es que aquí podrás ver cada una de las tecnologías existentes hasta este momento, así como el tipo de materiales con los que normalmente trabajan y como diferenciar entre ellas.

Extrusión de material
Cuando hablamos de extrusión de material no referimos a una sola tecnología; FDM cuando hablamos de Stratasys y FFF si hablamos de cualquier otra tecnología, esta última es la que la mayoría de las personas conoce o relacionan con la manufactura aditiva o impresión 3D. Esta tecnología consta de un filamento de un termoplástico que se manda a través de un cabezal con una resistencia calorífica que derrite el termoplástico hasta un estado semilíquido que facilidad la deposición del material, todo esto mientras el cabezal se mueve siguiendo una ruta específica para dar forma a la pieza y así formar una capa, este proceso se repite en cada capa hasta que se completa la geometría en su totalidad.

Vat photopolymerization
Esta tecnología utiliza resinas que se curan y endurecen al estar expuestas a una luz ultravioleta. Todas las tecnologías basadas en este tipo de resinas están limitadas a solo poder usar un tipo de resina durante toda la construcción por lo que si se requiere una estructura de soporte esta se hace con la misma resina.

SLA (Stereolithography)
Esta fue la primera tecnología de manufactura aditiva, creada en 1988. Su modo de operación es un láser de luz ultravioleta en la parte superior que dibuja los contornos y luego el interior de la pieza capa por capa hasta mientras una plataforma en el interior de la resina desciende para dejar espacio a la siguiente capa. La gran ventaja es que al ser dibujados por un láser los contornos son muy detallados y nos da piezas de muy alta calidad.

DLP (Digital Light Processing)
Esta tecnología funciona al revés a SLA, en SLA la pieza se va construyendo de abajo para arriba y en DLP de arriba para abajo. Aquí no se cuenta con un láser que dibuje toda la capa si no que es un proyector de luz ultravioleta que manda toda la capa a la misma vez. La desventaja es que al ser un proyector la imagen inevitablemente se distorsiona conforme te alejas del centro del proyector. Pero, al proyectar toda la imagen al mismo tiempo nos da un tiempo de impresión más corto.

CDLP (Continuous Digital Light Processing)
Esta es una variación de la tecnología DLP, lo que la diferencia es que se agrega una membrana que deja que se forme una pequeña capa de oxígeno en el fondo del contenedor de la resina, esta capa de oxígeno no permite que la resina se cure a lo largo de ella y por lo tanto se puede mover la pieza para generar la siguiente capa más rápido a comparación de DLP.

P3 (Programmable PhotoPolymerization)
La respuesta de Stratasys a las impresoras CDLP, en esta tecnología se usa un sistema neumático para aumentar la velocidad a la que se pueden crear las capas, además de que el sistema de proyección de última tecnología nos puede brindar piezas con tolerancias de 0.0001 pulgadas. Los cambios a esta tecnología son el inicio de las impresoras 3D para producción a alto volumen.

Material Jetting
Esta tecnología comenzó a inicios de la década de los 2000, es bastante similar a una impresora tradicional de papel, la diferencia es que en vez de imprimir sobre papel se imprime material sobre material hasta lograr la geometría en 3D.

Polyjet
Se utilizan resinas fotosensibles que se depositan a manera de gotas y posteriormente una luz ultravioleta lo cura. La gran ventaja es que al trabajar con gotas estas se pueden unir para formar materiales digitales con propiedades combinadas de los materiales que los componen. La posibilidad de combinar materiales abre las puertas para realizar proyectos ultra realistas con combinación de materiales, colores y texturas.

NPJ (NanoParticle Jetting)
Al igual que polyjet aquí se maneja un material que sale a manera de gotas. Este material tiene nanopartículas ya sean de metal o cerámica. La gran diferencia es que se cura con una luz infrarroja que lo calienta y activa el líquido utilizado como matriz.

DOD (Drop On Demand)
Esta es una tecnología muy particular por que trabaja con un solo material; la parafina, más su funcionamiento es bastante similar al de las demás; existe un cabezal que deposita la parafina por gotas.

Binder Jetting
Esta tecnología es muy diferente a lo antes visto por el hecho de que aquí los materiales no vienen listos con su apariencia final y cuando se combinan es cuando reaccionan. No hay necesidad de calentar o usar alguna luz especial. Consta de una cama donde se deposita una fina capa polvo, este polvo puede ser cerámico o metálico y un cabezal que deposita un líquido aglutinante que es el que da la forma a cada capa. Una ventaja de esta tecnología es que se puede usar liquido con colores y tener piezas estéticamente atractivas.

Powder Bed Fusion
Todas las tecnologías que se desprenden de esta rama están basadas en partículas de polvo a las que se les aplica energía ya sea con un láser o una lampara infrarroja para fusionar las partículas y terminar con piezas solidas. Una gran ventaja de este tipo de tecnología es que el resultado final es una pieza propiedades prácticamente isotrópicas.

MJF (Multi Jet Fusion)
Esta tecnología es muy partículas por ser la única de este tipo que puede meter color. La tecnología se basa en una cama de polvo de plástico sobre el cual pasa un cabezal inyectando el material de aglutinamiento y los pigmentos, después pasa una lampara infrarroja que activa el material de aglutinamiento y fusiona esa capa que es recubierta por polvo para formar la siguiente capa.

SAF (Selective Absorption Fusion)
Stratasys también tiene su propia tecnología de polvos. La tecnología de Stratasys consta de una cama de polvo con dos cabezales, uno precalienta el material y esparce las capas de polvo, mientras que el otro inyecta las gotas del material aglutinante y lo calienta para unir las partículas de polvo.

SLS (Selective Laser Sintering)
Con este tipo de impresoras el agente que une las partículas de polvo de plástico ya no es un líquido aglutinante, aquí se utiliza un láser que dibuja los contornos y relleno para unir las partículas de polvo.

SLM (Selective Laser Melting)
La hermana mayor de SLS, aquí pasamos del plástico a el metal. Tenemos polvo compuesto de partículas nanométricas del metal de nuestra elección que es fundido capa por capa utilizando un láser.

EBM (Electro Beam Melting)
Funciona muy similar a SLM, aquí también se trabaja con materiales metálicos, la gran diferencia es que en vez de usar un láser para fundir las partículas de polvo se utiliza un haz de electrones.

Direct Energy Deposition
El hermano muy mayor de la extrusión de material, en vez de un filamento de un termoplástico se utiliza un filamento de metal (un alambre) y con una fuente de energía se calienta bastante cerca del punto de fundición para unir las capas.

LENS (Laser Engineering Net Shape)
Aquí tenemos una boquita por donde sale nuestro filamento y a esta lo sigue un láser que derrite el alambre y de esta manera se van fusionando capas por capa.

EBAM (Electro Beam Additive Manufacturing)
Esta tecnología trabaja prácticamente de la misma manera que LENS con la diferencia de que en vez de usar un laser se utiliza un haz de electrones para calentar y unir las capas de material.

Sheet Lamination
Conocida como LOM (Laminated Object Manufacturing) y como el nombre lo dice esta tecnología se basa en laminas de material que puede ser papel; el papel se utiliza en la creación de modelos conceptuales, se imprime con simple tinta de impresora los detalles de color que se desean obtener, después es unida con el resto de las hojas ya recortada. También, está la opción de trabajar con materiales compuestos, el proceso es un poco diferente, se empieza con láminas de la fibra que se desea emplear, después se inyectan gotas de un material aglutinante con el patrón que debe tener esa capa, posteriormente se esparce polvo de un polímero de elección el cual se une a las fibras en las partes donde se encuentre el aglutinante, el exceso de material es aspirado, las capas de fibra con polímero son apiladas hasta tener todas las capas de la pieza a manufacturar, finalmente se toman todas las láminas, se prensan y se colocan en un horno a la temperatura de fundición del polímero hasta que se unen todas las capas y terminamos con un cubo de fibras, para ver el resultado final se tiene que granallar la pieza para desprender las fibras que no fueron rociadas con el polímero y así revelamos la pieza final.

Y así es como hoy en día podemos tener un ciclo de desarrollo de producto completo desde cero hasta fabricación en masa usando únicamente manufactura aditiva; esta polyjet para el diseño inicial donde se puede validar la forma y apariencia del producto, después se pasa a FDM para trabajar con materiales más resistentes y hacer prototipado funcional y así terminar con SAF o P3 para la producción a alto volumen del producto.
Como podemos ver el mundo de la manufactura aditiva a evolucionado bastante desde su invención en 1989 hasta la actualidad. Hoy en día tenemos una gran variedad de opciones, cada una con un tipo de aplicación para la que fue diseñada; desde piezas de alto realismo hasta materiales compuestos con grandes propiedades mecánicas. Si se desea aplicar alguna de estas tecnologías en una empresa todo es cuestión de informarse y ver cual de todas es la ideal para la aplicación que se planea darle.