Lección 8.3Dar formaCapítulo 8 · Fabricación aditiva

Sinterizado selectivo por láser (SLS)

Un láser funde polvo de nailon en un lecho; el polvo suelto sostiene la pieza (fusión en lecho de polvo)

El sinterizado selectivo por láser (SLS) usa un láser para fundir polvo fino de plástico, normalmente nailon, una capa fina cada vez. El polvo suelto alrededor de la pieza la sostiene, así que no hacen falta soportes. Importa porque fabrica piezas de plástico resistentes y funcionales en series pequeñas, como estructuras de drones, conductos y ortesis a medida.

Foto: newman72, CC BY 2.0, vía Wikimedia Commons

Cámara de fabricación SLS en sección: láser, calentadores, recubridor, pistones y polvoLos números en círculo coinciden con los pasos de abajo; los pasos 3 a 5 se repiten en cada capa.

Cómo funciona

Corta el modelo en capas. El software corta el modelo 3D en capas finas. Se pueden agrupar muchas piezas, incluso apiladas, para llenar todo el volumen de fabricación.
Calienta la cámara. Los calentadores mantienen el lecho de polvo justo por debajo de su punto de fusión, unos 170 °C para el nailon 12. Así el láser solo tiene que aportar un poco de energía extra.
Extiende una capa. El pistón de suministro sube y un recubridor (un rodillo o una cuchilla) extiende por la zona de fabricación una capa fina de polvo, normalmente de 0,1 mm.
Funde la sección. Un láser, dirigido por espejos rápidos, recorre la sección de la pieza. Sinteriza los granos (los une fundiéndolos en parte) entre sí y con la capa inferior.
Baja y repite. El pistón de fabricación baja una capa y se repiten los pasos 3 a 5. El polvo sin fundir se queda en su sitio y apuntala cada voladizo.
Enfría, extrae y limpia. El bloque de polvo, llamado torta, se enfría despacio, a menudo durante tanto tiempo como duró la impresión. Después se sacan las piezas, se elimina con chorro el polvo adherido y se mezcla el polvo sobrante con polvo nuevo para reutilizarlo.

Datos clave

Materiales: Sobre todo nailon (PA12, PA11); también nailon cargado con vidrio o carbono, TPU flexible, polipropileno y PEEK de alta temperatura
Piezas típicas: Prototipos funcionales, carcasas, encajes a presión y bisagras vivas, conductos, soportes, ortesis y empuñaduras a medida
Tamaño de pieza: Unos 15–30 cm por lado en máquinas de sobremesa; las industriales, hasta unos 70 cm
Precisión: Unos ±0,3 mm, o aproximadamente ±0,3 % en piezas grandes
Acabado superficial: Mate y algo granulosa, como papel de lija fino; a menudo teñida, pulida en tambor o alisada con vapor
Tamaño de lote adecuado: De 1 a unos pocos miles de piezas; una fabricación puede contener de decenas a cientos de piezas pequeñas
Coste de utillaje y máquina: Sin utillaje; los sistemas de sobremesa cuestan decenas de miles de dólares y los industriales, cientos de miles
Velocidad: De medio día a un día por fabricación, más varias horas o más de enfriamiento

Ventajas y límites

Ventajas

Sin soportes, así que las piezas se pueden anidar y apilar para llenar todo el volumen
Piezas de nailon resistentes y tenaces, casi tan fuertes entre capas como a lo largo de ellas
Formas complejas: celosías, canales internos, incluso bisagras impresas ya ensambladas
Bajo coste por pieza cuando la fabricación va llena

Límites

Las máquinas y el polvo cuestan mucho más que en FDM
Superficie rugosa y algo porosa que necesita acabado y puede absorber suciedad
Largo tiempo de enfriamiento antes de poder desempaquetar las piezas
Manipulación de polvo que ensucia, y hay que añadir algo de polvo nuevo en cada fabricación

Dónde se usa

AeroespacialConductos de aire y soportes para aviones y drones
MedicinaOrtesis a medida, encajes protésicos, guías quirúrgicas
Productos de consumoMonturas de gafas, equipamiento deportivo, carcasas de series pequeñas
AutomociónPrototipos, clips, conductos y piezas de producción de bajo volumen
IndustriaPinzas de robot, plantillas y utillajes, piezas de repuesto

Cómo reconocerlo

Una superficie mate, algo arenosa, a menudo blanquecina, gris o teñida de negro.
Sin marcas de soportes en ninguna parte, ni siquiera bajo voladizos pronunciados.
Tenues líneas de capa suaves en las superficies curvas, mucho menos visibles que las crestas del FDM.
Pequeños orificios de salida en piezas huecas, dejados para poder vaciar el polvo atrapado.

Compáralo con

FDM8.1máquinas mucho más baratas, pero necesita soportes y da piezas más débiles y menos uniformes.Fusión de lecho de polvo por láser8.4la misma idea de lecho de polvo con metal; funde el polvo por completo, necesita soportes y cuesta mucho más.Moldeo por inyección2.1mucho más barato por pieza a partir de unos pocos miles de unidades, pero necesita un molde de acero costoso.

Míralo

Dr. D-Flo · El principio del SLS explicado para principiantes

Formlabs Support · Dentro de la máquina: láser, recubridor y calefacción

Vision Miner · Todo el flujo de trabajo, de la impresión al desempaquetado y el chorreado

EOS 3D Printing · SLS industrial usado para producción en serie

Ver fotos reales

Wikipedia: Sinterizado selectivo por láser — esquema etiquetado del proceso y fotos de piezas SLS
Búsqueda de fotos en Wikimedia Commons

Recuerda

El SLS funde polvo de plástico con un láser, capa a capa, dentro de un lecho calentado.
El polvo suelto sostiene la pieza, así que no hacen falta soportes y las piezas se pueden apilar.
Las piezas salen resistentes pero granulosas, y necesitan horas de enfriamiento y limpieza.