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Innovación y Tecnología

FDM Modelado por Deposición Fundida

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El modelado de deposición fundida (también conocido como FDM) es la tecnología de impresión 3D más utilizada por los fabricantes y consumidores cotidianos. En este artículo, explicamos: la historia de FDM; cómo configurar una impresora FDM 3D; el proceso de impresión FDM; y qué filamentos y materiales de impresora 3D utilizar.

¿Que significa FDM?

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Stratasys inventó FDM hace casi 30 años y ahora fabrica impresoras industriales mucho más avanzadas e innovadoras.

El modelado de deposición fundida a veces se denomina fabricación de filamentos fundidos o FFF. Estos procesos de impresión 3D son los mismos, pero usaremos FDM en este artículo. Si ve la impresora FFF 3D escrita en cualquier lugar, es una impresora 3d por deposición de material fundido o FDM.

FFF es el nombre que se le da al proceso de producción, aunque Fused Deposition Modeling fue el nombre registrado por Stratasys cuando inventaron el proceso. El nombre impresión por deposición de material fundido (fdm) se ha quedado con el tiempo o lo que es lo mismo, fdm impresora 3d.

¿Qué es el FDM?

Pero, ¿el fdm qué es?. Bien, el modelado por deposición fundida cae bajo el paraguas más amplio de extrusión de material. El FDM utiliza termoplásticos para imprimir piezas. Con la particularidad de que usa filamentos enrollados en una bobina, mientras que SLS usa polvos o la estereolitografía utiliza termoestables llamados resinas.

Historia del FDM

FDM existe desde el comienzo de la historia de la impresión 3D. El modelado de deposición fundida fue desarrollado por S. Scott Crump a fines de la década de 1980 antes de fundar Stratasys. Con Stratasys, Crump comercializó FDM en 1990, y la exitosa empresa de impresoras 3D continúa fabricando impresoras de tecnologia fdm 3d hasta el día de hoy.

Otro gran año para la impresión 3D mediante el modelado de deposición fundida fue 2005, el año en que las impresoras 3D RepRap comenzaron a despegar. El movimiento RepRap se basa en la comunidad de código abierto e implica imprimir en 3D las partes de su propia impresora 3D y ensamblarlas usted mismo. Una vez que haya impreso en 3D su propia impresora 3D, está moralmente obligado a imprimir las piezas en otras tres impresoras para otras personas según el código RepRap.

¿Cómo funciona una impresora de FDM?

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proceso-fdm

El modelado por deposición fundida implica alimentar un filamento termoplástico en la impresora 3D, con cualquier soporte u otro material si se trata de una impresora 3D de doble extrusora. El filamento se calienta hasta su punto de fusión, alrededor de 200ºC, aunque esto depende del material, a través de una boquilla calentada y luego se extruye en la plataforma de construcción, siguiendo las dimensiones de la pieza especificadas por el archivo STL.

Cuando se termina la primera capa completa, el cabezal de impresión se mueve hacia arriba una altura de capa, antes de trazar la siguiente capa. Esto continúa, capa por capa, hasta que la pieza está completa.

Una vez depositado, el filamento se solidifica para formar una parte sólida, y cada capa se enfría antes de calentarse brevemente de nuevo cuando se deposita la capa encima de ella. Los tamaños de las capas dependen de sus preferencias, pero suelen rondar los dieciseisavos de pulgada.

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Anisotropía en pizas por FDM

Anisotropía en FDM

El proceso de impresión 3D basado en extrusión (por ejemplo, Fused Deposition Modeling (FDM)) es anisotrópico, esto se debe a la diferencia entre las capas producidas durante el proceso de impresión. Esta anisotropía limita la practicidad de la tecnología FDM en ciertas aplicaciones, o requiere más ajustes en la geometría de las piezas para compensar.

Materiales de impresión 3D FDM

Para fabricar las piezas, podemos encontrar una gran variedad de materiales diferentes, que según nuestras necesidades nos aportará unas características o propiedades distintas.

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Piezas impresas en distintos materiales. Fuente: Sculpteo

Filamentos para la impresión fdm:

  • Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS): es un material plástico que se caracteriza por ser fácil de moldear y difícil de romper. Una de las aplicaciones más comunes en el mercado son las carcasas de los electrodomésticos o de los juguetes.
  • Filamentos de fibra de carbono: estos filamentos suelen ir mezclados entre un polímero y la fibra de carbono en virutas. Se utiliza para crear objetos fuertes, con gran resistencia mecánica, pero también extremadamente ligeros.
  • Filamentos conductores: estos filamentos contienen materiales como cobre u otros conductores así como un termoplástico que haga de moldeante. Aún se encuentran en la etapa de mejora pero ya se pueden utilizar para imprimir circuitos eléctricos sencillos sin necesidad de cables. Este es un material útil para la tecnología portátil.
  • Filamentos flexibles: estos filamentos como bien indican, permiten fabricar impresiones que son flexibles pero resistentes a la vez. El TPU o FilaFlex son algunos de los materiales con estas características. Estos materiales se pueden utilizar para imprimir cualquier cosa, desde relojes de pulsera hasta fundas para teléfonos, entre otros.
  • Filamento de metal: estos filamentos están hechos de virutas o partículas de metales finos y un polímero que actúa de aglutinante o «pegamento». Pueden ser en acero, latón, bronce y cobre para obtener el verdadero aspecto y tacto de un objeto metálico. En algunos casos se pueden someter a una segunda etapa de sinterizado en horno para conseguir el 100% de las propiedades del metal impreso. Eso si, considerando una disminución del tamaño inicial.
  • Filamento de madera: estos filamentos contienen polvo de madera finamente molido y mezclado con un polímero que actúa de aglutinante. Obviamente, estos se utilizan para imprimir objetos de aspecto de madera y pueden parecer una madera más clara o más oscura según el proveedor del filamento.

El proceso de la fabricación 3D puede tardar unas pocas horas para impresiones realmente simples, como una caja o una pelota. Pero también puede tardar hasta semanas para proyectos con gran detalle o de mayor volumen, como una casa de tamaño completo.