FDM

La modelación por deposición fundida (FDM) construye objetos sólidos extruyendo termoplástico fundido a través de una boquilla móvil sobre una plataforma de construcción. El material se enfría y solidifica inmediatamente, uniéndose a la capa inferior. La boquilla traza un patrón en el plano horizontal, luego la plataforma desciende y el proceso se repite. Esta superposición de capas delgadas, típicamente de 0.1 a 0.3 mm de espesor, forma la pieza completa de abajo hacia arriba.

Los materiales de alimentación más comunes son el polilactida (PLA) y el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). El PLA es más fácil de imprimir, se funde a alrededor de 190-220 grados Celsius y produce menos deformaciones. El ABS requiere temperaturas más altas (240-250 grados Celsius), exige una plataforma de construcción calentada para evitar el agrietamiento a medida que se enfría y produce piezas más resistentes y químicamente duraderas. Hay polímeros especiales disponibles como el nailon y los compuestos reforzados con fibra de carbono, pero exigen un control más preciso de la máquina y temperaturas de extrusión más altas.

La pieza construida emerge con líneas de capa visibles y huecos internos donde el material de soporte rellenó una vez la geometría sobresaliente. Las estructuras de soporte son necesarias para cualquier característica que se extienda horizontalmente más allá del material inferior; se imprimen con el mismo polímero o con uno soluble en agua y se retiran después. La compensación entre la eficiencia del material y la resistencia de la pieza es constante: los patrones de relleno más densos (60-100 por ciento) crean piezas más fuertes pero consumen más material y prolongan el tiempo de impresión; el relleno escaso (10-20 por ciento) ahorra material pero produce carcasas frágiles.

La FDM destaca en la producción de prototipos funcionales, plantillas, accesorios y piezas de uso final de bajo volumen donde las tolerancias dimensionales no necesitan ser extremadamente ajustadas. La precisión dimensional típica es de ±0.5 mm para características mayores de 10 mm. El acabado superficial es rugoso en comparación con el moldeo por inyección o el mecanizado CNC, con estrías visibles a lo largo de la dirección de desplazamiento. El espesor de la pared, el diámetro de la boquilla (generalmente 0.4 o 0.6 mm) y la altura de la capa interactúan para determinar el tamaño mínimo de característica que la máquina puede resolver.

El método también se denomina impresión 3D basada en extrusión y fabricación de filamento fundido (FFF), siendo esta última una variante de código abierto. La FDM se sitúa en el extremo de menor costo y menor velocidad del espectro de fabricación aditiva, compitiendo con la estereolitografía (SLA) por la velocidad de prototipado y con el moldeo por inyección para la producción de lotes pequeños. A diferencia de la SLA, que utiliza resina líquida y luz UV, la FDM no requiere eliminación de productos químicos húmedos y produce piezas secas e inertes inmediatamente después de la impresión.