Sinterizado láser selectivo (SLS): todo lo que hay que saber

Fuente: 3dnatives.com

La sinterización selectiva por láser (SLS) es una de las tecnologías empleadas en la impresión 3D. ¿Cómo funciona esta tecnología? ¿Qué materiales pueden utilizarse? ¡Te lo contamos todo a continuación!

El desarrollo de las tecnologías de sinterización selectiva por láser o SLS comenzó en la década de los 80. El Dr. Carl Deckard y el Dr. Joe Beaman de la Universidad de Texas en Austin (EE. UU.) desarrollaron las bases de las tecnologías de fusión en lecho de polvo. Estas tecnologías son capaces de fabricar productos con múltiples materiales, desde polímeros hasta metales, gracias al uso de un láser. Cuando nos referimos específicamente a las tecnologías SLS, hablamos de polímeros plásticos, principalmente nailon. Sin embargo, en los últimos años las cosas han cambiado.

Carl Deckard y Joe Beaman patentaron la sinterización selectiva por láser. También estuvieron involucrados en la creación de DTM Corporation, ahora parte de 3D Systems (desde 2001). Desde entonces, han surgido numerosas empresas especializadas en técnicas de fusión en lecho de polvo, entre ellas Farsoon Technologies, especializada en SLS. Por último, cabe señalar que un proceso similar al SLS fue inventado y patentado en 1979 por R.F. Housholder, pero nunca se comercializó.

¿Cómo funciona la sinterización selectiva por láser (SLS)?

Antes de la impresión, el objeto que se va a imprimir se diseña mediante un software CAD (p. ej., CATIA, SolidWorks, ProEngineer). Este modelo se enviará a una impresora 3D en formato digital (archivo STL). La impresión se realiza capa a capa, a partir de polvos fundidos, gracias a la temperatura generada por un láser de CO2.

Para iniciar el proceso y preparar la impresora 3D SLS, el lecho de polvo y la placa se calientan a una temperatura inferior a la de fusión del polvo polimérico (1). La primera capa de polvo se deposita en la placa de impresión (2). A continuación, un láser de CO2 sinteriza de manera selectiva las partículas de polímero con la forma deseada. Toda la sección transversal del componente es escaneada por el láser, de modo que el polvo se solidifica (3). Cuando la capa está completa, la placa se desplaza hacia abajo y la superficie de la plataforma se recubre de nuevo con material. El proceso se repite hasta completar la pieza (4).

Tras la impresión, las piezas quedan totalmente cubiertas por el polvo. La cámara de impresión debe enfriarse antes de poder pasar a las fases de limpieza y postprocesado. El enfriamiento puede tardar hasta 12 horas. Después, las piezas se limpian con aire comprimido u otra técnica de limpieza y quedan listas para su uso o para otros tratamientos.

Materiales para la sinterización selectiva por láser

Esta tecnología permite producir objetos utilizando una amplia gama de materiales, aunque el proceso SLS utiliza principalmente polímeros plásticos. El más común es la poliamida PA 12, conocida comúnmente como nailon 12. Sin embargo, la tecnología también puede fabricar objetos con polipropileno, Alumide, Carbonmide, PEBA, PA 11 y PEEK. Además, es posible añadir fibras de otros aditivos a los materiales, como fibras de carbono, vidrio o aluminio, mejorando así las propiedades mecánicas de las piezas.

La mayoría de los usos iniciales de esta tecnología estaban relacionados con el desarrollo de prototipos. No obstante, a medida que los materiales se vuelven más resistentes y los precios de las impresoras 3D SLS son más asequibles, esto está cambiando y se tiende hacia la producción de piezas finales.

Actores y desarrollos

La tecnología SLS se emplea en diversos campos: diseño, automoción, aeroespacial e ingeniería. Hasta hace pocos años, los principales fabricantes de impresoras 3D de sinterización selectiva por láser eran 3D Systems y EOS GmbH. Este último fue el único fabricante en incluir máquinas SLS capaces de imprimir con termoplásticos de alto rendimiento como el PEEK. A partir de 2014 se liberó la patente de esta tecnología, por lo que han surgido numerosos actores en el sector. Desde empresas nuevas como Natural Robots y su máquina VIT hasta marcas conocidas como Formlabs y su nueva Fuse 1. Esto debería democratizar estas tecnologías y acercarlas a las empresas que operan en el sector.

Créditos de la foto: Paragon Rapid Technologies Limited

Para concluir, en el siguiente vídeo, el equipo de Xometry explica la tecnología en detalle: