Tipos de impresoras 3D: FDM, SLA y SLS en detalle
Análisis técnico de las tres tecnologías de impresión 3D dominantes en el mercado: extrusión por filamento, fotopolimerización y sinterizado láser. Comparativa de procesos, materiales y aplicaciones.
Hablar de impresión 3D como si fuera una única tecnología es un error frecuente. Bajo ese término conviven al menos tres familias de procesos completamente distintos, con química, mecánica y casos de uso que no se solapan. La elección entre uno u otro condiciona el coste por pieza, el acabado superficial, la resistencia mecánica y la velocidad de producción.
Esta guía analiza las tres tecnologías que se reparten el mercado actual: extrusión por filamento fundido (FDM), fotopolimerización por luz ultravioleta (SLA y sus derivados) y sinterizado selectivo por láser (SLS). Cada apartado explica el principio físico, el hardware típico, los materiales compatibles y las aplicaciones reales.
FDM: deposición por hilo fundido
La sigla FDM corresponde a Fused Deposition Modeling. El término técnico equivalente, libre de la marca registrada por Stratasys, es FFF (Fused Filament Fabrication). El principio es sencillo: un filamento termoplástico de 1,75 mm de diámetro (también existe el formato de 2,85 mm en sistemas más antiguos) se introduce en un extrusor, atraviesa una zona caliente llamada hotend y sale por una boquilla de 0,4 mm a temperaturas entre 190 °C y 270 °C según el material.
La cabeza extrusora se desplaza sobre tres ejes mediante motores paso a paso. La pieza se construye capa a capa sobre una cama caliente, normalmente entre 50 °C y 110 °C, que mejora la adhesión inicial y reduce el alabeo. El conjunto se controla con una placa basada en microcontroladores STM32 ejecutando firmwares como Marlin, RepRapFirmware o Klipper.
Cinemáticas habituales en FDM
El término cartesiano describe máquinas donde cada eje X, Y y Z se mueve de forma independiente sobre raíles lineales o varillas. La Creality Ender 3 V2, la Prusa MK4 y la Bambu Lab A1 son ejemplos de esta categoría. Resulta la cinemática más sencilla de calibrar.
Las CoreXY acoplan los motores de los ejes X e Y mediante un sistema de correas cruzadas que permite mantener masas en movimiento más bajas. La Voron 2.4, la Bambu Lab X1 Carbon y la Prusa XL siguen este esquema y alcanzan aceleraciones sostenidas superiores a 10.000 mm/s².
Las delta emplean tres brazos articulados sobre torres verticales. El cabezal extrusor cuelga en el centro y se posiciona mediante geometría triangular. La Anycubic Kossel Linear Plus y la FLSUN Q5 representan esta familia, ya en retroceso comercial frente a las CoreXY.
Materiales para FDM
El catálogo de filamentos sigue creciendo, pero cinco familias concentran prácticamente todo el uso real:
- PLA (ácido poliláctico). Biopolímero derivado del almidón de maíz. Se extruye a 190-210 °C con cama a 50-60 °C. Aporta el mejor compromiso entre facilidad de impresión y acabado. Pierde rigidez por encima de 60 °C, lo que limita su uso a piezas decorativas o prototipos no funcionales.
- PETG (polietileno tereftalato modificado con glicol). Más resistente al calor que el PLA, con buena resistencia química y baja absorción de humedad. Temperatura de extrusión típica entre 230 °C y 245 °C. Pega con facilidad a las superficies PEI, hasta el punto de poder dañarlas si no se aplica una capa de adhesivo separador.
- ABS (acrilonitrilo butadieno estireno). El plástico de los Lego. Resiste hasta unos 100 °C en uso continuo. Su impresión exige cámara cerrada y ventilación, ya que emite estireno y sufre alabeo severo en piezas grandes.
- ASA (acrilonitrilo estireno acrilato). Sustituto moderno del ABS con resistencia a la radiación ultravioleta muy superior. Pensado para piezas que verán intemperie. Comparte temperaturas y requisitos de cámara cerrada con el ABS.
- Nylon (PA6, PA12). Familia con resistencia mecánica elevada y excelente tenacidad. Su gran inconveniente es la absorción de humedad: un carrete que pase 48 horas al aire libre puede volverse inutilizable. Requiere secado previo en deshidratador a 70 °C durante 8-12 horas.
A esto se añaden filamentos cargados con fibras (de vidrio, de carbono) que mejoran la rigidez a costa de un desgaste agresivo de la boquilla. El uso de boquillas de acero templado o de carburo de tungsteno deja de ser opcional.
Aplicaciones reales de FDM
La extrusión por filamento domina el segmento de prototipado funcional, piezas de utillaje, fixtures, carcasas de electrónica y modelos arquitectónicos. La gran ventaja es la disponibilidad: una impresora FDM de calidad razonable se compra por menos de 350 €, y un kilo de PLA cuesta entre 18 € y 25 €. La barrera de entrada es la más baja del mercado.
SLA y derivados: fotopolimerización por luz
Bajo el paraguas de la fotopolimerización conviven varias tecnologías que comparten un mismo principio: una resina líquida fotosensible se cura selectivamente mediante luz ultravioleta de 405 nm para formar la pieza capa a capa.
La SLA original (Stereolithography Apparatus, patentada por Chuck Hull en 1986) emplea un láser ultravioleta que dibuja cada capa por escaneado punto a punto. Formlabs domina este segmento con su gama Form 3+ y Form 4. La velocidad por capa depende del área a curar, lo que las hace lentas en piezas grandes.
La DLP (Digital Light Processing) proyecta cada capa completa mediante un chip de espejos micrométricos. Toda la sección transversal cura simultáneamente, lo que acelera la impresión a costa de una resolución limitada por el chip DLP. La Anycubic Photon Mono X 6Ks y la Phrozen Sonic Mighty 8K son ejemplos de esta gama.
La mSLA (masked SLA, también llamada LCD) ilumina la cuba desde abajo a través de una pantalla LCD que actúa como máscara dinámica. Es la tecnología más común en el segmento de aficionado: la Elegoo Mars 5 Ultra, la Anycubic Photon Mono M5s y la Creality HALOT-One Pro siguen este esquema. El coste de la pantalla LCD limita su vida útil a entre 1.500 y 4.000 horas de exposición.
Resinas y sus tipos
Las resinas se diferencian en composición química y aplicación final:
- Resinas estándar. Para modelado decorativo y prototipos visuales. Buen acabado superficial pero frágiles.
- Resinas ABS-like. Imitan la resistencia mecánica del ABS termoplástico. Útiles para piezas funcionales no expuestas a flexión continua.
- Resinas de modelado dental. Certificadas para uso intraoral o como modelos de fabricación de férulas. Marcas como NextDent, Saremco y Detax dominan este nicho.
- Resinas flexibles. Curan con un módulo elástico bajo, similar a un caucho duro. Limitadas en precisión de detalle.
- Resinas de fundición a la cera perdida. Específicas para joyería. Se queman sin residuos en hornos de calcinación.
El procesado de las piezas SLA no termina al sacarlas de la cuba. Cada modelo necesita un lavado con alcohol isopropílico (concentración mínima del 95 %) y un postcurado posterior bajo luz UV. Las estaciones de lavado y curado combinadas, como la Anycubic Wash & Cure 2.0, automatizan estos pasos.
Cuándo elegir SLA
La fotopolimerización aporta una resolución de detalle que las máquinas FDM no alcanzan: capas de 25 micras y un acabado superficial cercano al moldeo por inyección. Esto la hace insustituible en figuras de wargaming, joyería, prototipado dental y piezas de microescala. La contrapartida es operativa: las resinas son irritantes, requieren guantes nitrilo durante toda la manipulación, generan residuos peligrosos y emiten compuestos orgánicos volátiles que obligan a trabajar en zonas ventiladas.
SLS: sinterizado selectivo por láser
El sinterizado por láser opera sobre un lecho de polvo termoplástico, normalmente poliamida (PA12). Un láser de CO₂ o un sistema multijet de cabezales fusiona selectivamente las partículas de cada capa siguiendo el corte geométrico de la pieza. Tras cada capa, un rodillo deposita una nueva capa de polvo y el proceso se repite.
La principal ventaja del SLS frente a las dos tecnologías anteriores es la ausencia de necesidad de soportes. El propio polvo no fusionado actúa como soporte estructural durante la impresión, lo que permite geometrías imposibles para FDM y SLA: piezas con cavidades internas, mecanismos articulados impresos en una sola operación, estructuras lattice complejas.
Los fabricantes históricos del segmento industrial son EOS, 3D Systems y Stratasys. En la última década han aparecido equipos de sobremesa con SLS accesible: Sinterit Lisa Pro, Formlabs Fuse 1+ y Sintratec S2. El precio de entrada sigue partiendo de los 8.000 € y subiendo rápidamente al rango industrial.
Materiales SLS
La poliamida 12 (PA12) sigue siendo el material de referencia. Se utiliza también PA11 cuando se necesita más flexibilidad y resistencia a impacto, y compuestos como TPU para piezas elastoméricas. El polvo no fusionado se recupera y se mezcla con polvo virgen en proporciones controladas (típicamente 70 % polvo nuevo, 30 % reciclado) para mantener la calidad de las piezas posteriores.
Aplicaciones industriales
El SLS se utiliza en producción de series cortas (10-500 unidades) de piezas funcionales con requisitos mecánicos exigentes: alojamientos para robótica móvil, prototipos de prensa para automoción, prótesis personalizadas, herramientas a medida para línea de producción. La densidad final de la pieza puede llegar al 95 % del material sólido equivalente.
Tabla comparativa
| Criterio | FDM | SLA (mSLA) | SLS |
|---|---|---|---|
| Coste equipo entrada | 200-500 € | 250-800 € | desde 8.000 € |
| Coste material por kg | 18-50 € (PLA-Nylon) | 35-90 € (resina) | 80-130 € (PA12) |
| Resolución capa habitual | 100-200 μm | 25-50 μm | 80-120 μm |
| Soportes necesarios | Sí | Sí | No |
| Postprocesado | Mínimo | Lavado y curado UV | Limpieza con aire comprimido |
| Resistencia mecánica | Media-alta | Baja-media | Alta |
| Volumen de impresión típico | 220×220×250 mm | 165×140×200 mm | 110×160×245 mm |
Conclusión sobre la elección
La pregunta correcta no es qué tecnología es mejor, sino cuál encaja con el caso de uso. Para un FabLab de instituto que necesita imprimir prototipos rápidos de proyectos de alumnado, la FDM es la única opción viable por coste, manipulación y materiales. Un estudio de joyería que produce piezas únicas con detalle micrométrico necesita SLA o DLP. Una empresa que fabrica series de 200 unidades de piezas mecánicas funcionales encuentra en el SLS de sobremesa una alternativa real a la inyección de plástico.
La industria avanza hacia la coexistencia de las tres tecnologías en un mismo taller. Las máquinas FDM gestionan prototipos rápidos, las SLA cubren detalle visual y las SLS asumen series cortas funcionales. Cualquier guía que recomiende una sola tecnología sin entender el caso de uso falla en la pregunta básica de qué se quiere fabricar.