Impresión 3D

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA LAGUNA 
Impresión 3D 
 
 
 
 
 
MANUFACTURA AVANZADA 
Ingeniería Mecatrónica Semestre 7 
Alumno(s): Christian Enrique González Robles No. Control: 19131206 
 
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Historia de la impresión 3D 
En el siglo XIX aparecieron las primeras ideas relacionadas con la recreación automática de objetos 
en tres dimensiones. François Willème, un escultor francés, creó en 1859 el que es considerado el 
primer intento de escáner 3D de la historia. Lo hizo colocando 24 cámaras para tomar una misma 
instantánea desde diferentes perspectivas. 
En 1892, Joseph E. Blanther consigue, la patente para desarrollar mapas en tres dimensiones usando 
una técnica de estratificación similar a la que un siglo más tarde usarán las impresoras 3D. En el 
año 1981 se presenta la primera patente relacionada con la impresión 3D. El proyecto estaba 
dirigido por el investigador Hideo Kodama, del Instituto de Investigación de Nagoya. Kodama 
pretendía crear piezas sólidas mediante el endurecimiento de una tina de fotopolímero con luz UV. 
Pero el proyecto de Kodama nunca llegó a desarrollarse. 
En Francia, Alain Méhauté trabajaba en Alcatel haciendo réplicas de piezas geométricas con formas 
fractales. Dada la dificultad de la tarea, Méhauté trató de idear una manera de producir piezas 
complejas de forma más rápida y sencilla. Le Méhauté decidió compartir su problema con Olivier 
de Witte, un amigo que trabajaba en una subsidiaria de Alcatel, él era experto en el trabajo con 
lasers, y descubrió que determinados líquidos podían ser curados con láser. 
Le Méhauté y De Witte fueron con Jean-Claude André, quien trabajaba en el French National 
Center for Scientific Research (CNRS). Aunque André mostró su apoyo al proyecto, el CNRS 
nunca lo aprobó. La razón fue que consideraban que no tenía suficientes áreas de aplicación. Es a 
partir de 1984 y, sobre todo, durante la segunda mitad de los 80, cuando se precipitan los 
acontecimientos que propician el nacimiento de la impresión 3D como industria. Durante estos años 
se crean las primeras patentes y empresas. 
Tipos de impresoras 
Impresoras 3D por Estereolitografía (SLA) 
Esta técnica fue la primera en utilizarse. Consiste en la aplicación de un haz de luz ultravioleta a 
una resina líquida (contenida en un cubo) sensible a la luz. La luz UV va solidificando la resina 
capa por capa. La base que 
soporta la estructura se desplaza 
hacia abajo para que la luz vuelva 
a ejercer su acción sobre el nuevo 
baño, así hasta que el objeto 
alcance la forma deseada. 
Las impresoras 3D de Resina con 
este método se consiguen piezas 
de altísima calidad, aunque, por 
sacar un inconveniente, se 
desperdicia cierta cantidad de 
material en función del soporte 
que sea necesario fabricar. 
 
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Impresoras 3D de Sinterización Selectiva por Láser (SLS) 
También conocido en inglés como Selective Laser Sintering (SLS), esta tecnología se nutre del 
láser para imprimir los objetos en 3D. 
Nació en los años 80, y pese a tener ciertas similitudes con la tecnología SLA, ésta permite utilizar 
un gran número de materiales en polvo (cerámica, cristal, nylon, poliestireno, etc.). El láser impacta 
en el polvo, funde el material 
y se solidifica. Todo el 
material que no se utiliza se 
almacena en el mismo lugar 
donde inició la impresión 
por lo que, no se desperdicia 
nada. 
Con las dos últimas 
tecnologías se consigue una 
mayor precisión de las 
piezas impresas y mayor 
velocidad de impresión. 
Impresión por deposición de material fundido (FDM) 
También conocida por FFF (Fused Filament Fabrication, término registrado por Stratasys). 
La técnica aditiva del modelado por deposición fundida es una tecnología que consiste en depositar 
polímero fundido sobre una base plana, capa a capa. El material, que inicialmente se encuentra en 
estado sólido almacenado en rollos, se funde y es expulsado por la boquilla en minúsculos hilos que 
se van solidificando conforme van tomando la forma de cada capa. Se trata de la típica bobina de 
filamento pla, abs, etc. 
Se trata de la técnica más común en cuanto a impresoras 3D de escritorio y usuarios domésticos se 
refiere. Aunque los resultados pueden ser muy buenos, no suelen ser comparables con los que 
ofrecen las impresoras 3D por 
SLA, por ejemplo. La ventaja 
principal es que esta tecnología 
ha permitido poner la impresión 
3D al alcance de cualquier 
persona con impresoras como la 
CubeX, Prusa o cualquier 
impresora de RepRap. 
Actualmente se utilizan una gran 
variedad de materiales, entre los 
que predominan ABS y PLA. 
Impresoras 3D por Inyección 
Esta tecnología es parecida a la de impresión por chorro de tinta, pero en vez de inyectar tinta en un 
papel, estas impresoras 3D inyectan capas de un fotopolímero líquido en una bandeja de impresión 
y las endurecen instantáneamente usando luz ultravioleta. 
 
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Esta tecnología usa un material de soporte que se rompe fácilmente para poder crear geometrías 
complejas que serían muy difíciles de plantear con las herramientas tradicionales. 
Pero el problema principal para la impresión 3D a la hora de la fabricación industrial de moldes 
eran los materiales. Normalmente, los materiales de impresión 3D no tenían las propiedades 
adecuadas para soportar las presiones y el calor ejercidos a lo largo del proceso de moldeo por 
inyección. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tipos de filamentos 
Filamento PLA 
Es uno de los filamentos para impresora 3D más utilizados gracias a que es muy estable y no 
necesita cama caliente. Se obtiene a partir de materia como el maíz y el trigo, hecho que le hace no 
producir gases tóxicos al contrario que otros filamentos. 
Además de ser un material reciclable, ofrece mayor velocidad de impresión que otras opciones en el 
mercado, siendo la opción preferida para aquellos usuarios que dan sus primeros pasos en impresión 
3D y también de usuarios experimentados. 
La temperatura de extrusión del filamento PLA se encuentra entre 190 y 220°C y la cama caliente 
debe estar entre 40-50°C. 
Filamento ABS 
Este tipo de filamento para impresión 3D es utilizado sobre todo en ambientes profesionales. Se 
caracteriza por su gran resistencia, tanto a impactos como a altas temperaturas. Además, permite 
realizar trabajos sobre la pieza una vez impresa. Tiene como desventaja que produce gases nocivos 
en el momento de la impresión, lo que dificulta la presencia de grupos de trabajo en torno a la 
impresora. 
La cama caliente debe estar en torno a 100-110°C para el filamento ABS y su temperatura óptima 
de extrusión debe ser entre 210-250°C. 
Filamentos PETG 
Este filamento para impresora 3D es un plástico muy similar al PET utilizado en envases para 
alimentos y bebidas. Es un material muy resistente a la corrosión, la temperatura, impactos y 
 
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agentes químicos. Además, es impermeable y presenta una reducida absorción de la humedad, lo 
que lo convierte en ideal para conservar productos de alimentación. 
El problema de este material es que no es biodegradable, a partir de 70ºC se vuelve endeble. 
Temperatura de extrusión filamento PETG 220-250°C, cama caliente 40-70°C 
Filamento flexible 
Este filamento para impresora 3D combina plástico con caucho y se caracteriza por su posibilidad 
de estiramiento y su resistencia a los impactos y a las roturas por maleabilidad. Además, es un 
filamento reciclable y su superficie presenta gran suavidad. Es conveniente no fundirlo a 
temperaturas superiores a las recomendadas para evitar la pérdida de elasticidad. Este material es 
muy habitual encontrarlo en piezas protectoras, juguetes con flexibilidad, piezas decorativas, 
pulseras… etc. 
Para la correcta extrusión del filamento flexible la cama caliente se debe colocar entre 30-40°C yla 
temperatura de impresión entre 210-230°C. 
Filamento Madera 
Compuesto a partir de fibras de madera y bambú, es un material resistente, de baja contracción, que 
emite un agradable olor a madera durante su utilización y ofrece unos acabados sorprendentes. Su 
temperatura de extrusión se sitúa entre los 190-220℃ y no es necesaria cama caliente. El filamento 
de madera resulta un material realmente sencillo de trabajar. 
Filamento PC 
El filamento PC es un material termoplástico realmente resistente que soporta bien elevadas 
temperaturas con una alta claridad óptica. Tiende a doblarse y deformarse similar al caucho duro 
hasta que finalmente se rompe. 
Su temperatura de extrusión se sitúa entre 230-270℃, se recomienda el uso de cama caliente a 
90℃. 
Filamento HIPS 
El filamento HIPS se utiliza generalmente como material de apoyo en la impresión 3D. Tiene 
propiedades y características afines con el filamento ABS, utilizándose en conjunto con este para la 
generación de soportes en zonas huecas, voladizos etc. 
El filamento HIPS es soluble en D-Limoneno. Temperatura de extrusión 210-250℃, cama caliente 
100-110°C. 
Filamento sedoso 
El filamento sedoso compuesto por PLA polimérico tiene mayor resistencia que el PLA 
convencional, la apariencia es muy brillante, ofreciendo un acabado similar al satén de seda. 
Presenta como ventajas respecto al PLA: mayor dureza, menor fragilidad, bajo encogimiento, buena 
rigidez y un excelente brillo en nuestras creaciones. Uno de nuestros favoritos. 
Su temperatura de extrusión recomendada es de 190-230℃, con cama caliente a 45-50℃ 
Filamento fibra de carbono 
En su formulación se utiliza un 15% de fibra de carbono, aportando una rigidez superior, además de 
una capacidad estructural y adherencia de capa muy destacable. Hablamos sin duda de uno de los 
 
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filamentos más competitivos e interesantes, ya que la fibra de carbono aporta unas propiedades 
únicas. 
Temperatura de extrusión filamento fibra de carbono: 210ºC – 240ºC. Temperatura de la cama 
caliente: 40ºC – 50ºC. 
Filamento Twinkling 
Este filamento centelleante es un compuesto de materiales PLA, también biodegradable de 
características similares al PLA, es resistente, inodoro, con bajo encogimiento, buena rigidez, no es 
necesaria cama caliente, alta velocidad de impresión. 
Temperatura de extrusión del filamento Twinkling es de 190-220℃. 
Filamento Z-Marble 
El filamento Z-Marble es un material compuesto y mejorado del PLA cuya característica más 
destacada es el aspecto de mármol en sus acabados. Sus propiedades son similares al filamento 
PLA. También es biodegradable y resistente., al imprimir es inodoro, con bajo encogimiento y 
buena rigidez. 
Para imprimir con este tipo de filamento para impresora 3D no es necesaria cama caliente, aunque 
se recomienda de tenerla situarla entre 40-50℃. Temperatura de extrusión: 180℃ – 220℃. 
Impresoras disponibles en el MM2 
Flashforge Creator Pro 
Establecida en 2011, Zhejiang Flashforge 3D Technology Co., LTD es una de las primeras 
empresas profesionales de I+D y fabricación de equipos y materiales de impresión 3D en China. 
Jinhua Zhucheng Electronic Commerce Co., Ltd. es la empresa subsidiaria de Flashforge. En la 
actualidad, es el primero nacional y ocupa el tercer lugar entre los fabricantes de marcas de 
impresión 3D a nivel de consumidor a nivel mundial. 
Se trata de una impresora 3D de metal, con 
una estructura totalmente cerrada. Esto 
permite mantener una temperatura constante 
en la zona de impresión, aumentando la 
calidad de las piezas y reduciendo los 
problemas al imprimir. Y es que, 
efectivamente, esa es una de sus 
características más destacadas. Gracias a la 
extrusión dual, la Creator PRO es capaz de 
imprimir dos filamentos de forma 
simultánea. 
Aparte de la doble extrusión, sus 
características son bastante interesantes. Su 
resolución de capa llega a 100 micrones, 
mientras que la velocidad máxima de 
impresión es de 200 mm/segundo. 
 
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Su volumen de impresión es de 225 mm x 125 mm x 150 mm. Destacar que las boquillas son de 0.4 
mm y están diseñadas para imprimir filamento de 1.75 mm. 
La Flashforge Creator PRO viene con el software Flashprint, desarrollado por la propia Flashforge. 
Como software slicer también se pueden usar otros como Cura o Simplify3D. También tiene una 
pantalla LCD inclinada 45º para favorecer el ajuste y seguimiento de la impresión. 
Por último, esta Flashforge Creator ofrece conectividad vía tarjeta SD o a través de memoria USB. 
Flashforge Creator PRO: ventajas 
• Doble extrusor para imprimir el doble de rápido. 
• Calidad de impresión aceptable. 
• Estructura completamente cerrada, bastante robusta. 
• La puerta de abre casi 180º para poder retirar las piezas con mayor facilidad. 
Flashforge Creator PRO: inconvenientes 
• Aunque lo parezca, no es una impresora 3D totalmente plug and play y habrá que hacer 
algunos ajustes, sobre todo antes de imprimir por primera vez. 
• El manual de instrucciones no es demasiado claro. Los enlaces de ayuda están en chino. 
• La calidad de impresión con filamento PLA es buena. No tanto al trabajar con ABS. 
• El software propio que incluye la Flashforge Creator PRO es limitado y poco amigable. 
• El nivel de ruido es bastante elevado. 
 
Makerbot Replicator 
MakerBot Industries, LLC es una empresa estadounidense fabricante de impresoras 3D de escritorio 
con sede en la ciudad de Nueva York. Fue fundada en enero de 2009 por Bre Pettis, Adam Mayer y 
Zach "Hoeken" Smith para aprovechar el progreso inicial del Proyecto RepRap. Fue adquirida por 
Stratasys en junio de 2013. A partir de abril de 2016, MakerBot ha vendido más de 100.000 
impresoras 3D de escritorio en todo el mundo. Desde 2009, la empresa ha lanzado 6 generaciones 
de impresoras 3D, siendo la más reciente la Replicator + y la Replicator Mini +. Era el líder del 
mercado de las computadoras de escritorio con una presencia importante en los medios, pero su 
participación de mercado está en declive. MakerBot también fundó y opera Thingiverse, la mayor 
comunidad de impresión 3D y repositorio de archivos en línea. 
 
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Tecnología FDM 
Volumen impresión 10 x 10 x 12.5 mm. 
Esperor de capa 200 micras 
Diámetro filamento 1.75 mm. 
Bobina compatible Makerbot PLA filament large spool (0.9Kg). 
Diámetro boquilla 0.4 mm. 
Dimensiones 29.5 x 31 x 38.1 cm. 
Peso 8 Kg. 
Motores Paso a paso 
Precisión X/Y 11 micras 
Precisión Z 2.5 micras 
Ficheros compatibles STL, OBJ, Thing y Makerbot 
Sistema operativo 
Windows (7+) 
Mac OS X (10.7 +) 
Linux (Ubuntu 12.04+, Fedora 19+) 
Requisitos eléctricos 100-240 V/ 0.75-0.41 A/ 50-60Hz/ 100W 
Conectividad USB, Wi-Fi. 
Camara Resolución 640 x 480 px. 
 
Cómo realizar una impresión 3D (Flashforge Creator 
Pro) 
En este caso, primeramente, se hizo el diseño de la pieza por medio del programa CAD, 
Solidworks. 
Se realizó el diseño de la pieza, en este caso, de una de las piezas que fueron medidas en clase para 
posteriormente hacer su impresión. 
 
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Una vez terminado el diseño en Solidworks, se realizó una comprobación de las dimensiones de la 
misma para verificar que estuvieran dentro de la tolerancia permitida. Una vez aprobado el diseño, 
se exportó el archivo con una terminación .STL, debido a que es el formato que la impresora puede 
procesar para realizar los diseños. 
Posteriormente, dicho archivo fue exportado a una Memoria micro SD, para poder llevarlo a la 
computadora que esta enlazada a la impresora y así poder trabajar. Una vez ahí, se abrió el Software 
de Makerbot, debido a que es compatible con la impresora de Flashforge y su interfaz es realmente 
amigable e intuitiva para realizar la impresión. 
Estando dentro del programa, se importó el archivo y aparecióen pantalla el diseño de la pieza. A 
partir de ahí se iniciaron las configuraciones pertinentes, debido a que la pieza quedaba de pie y no 
acostada respecto a la plancha de la impresora, y en este caso nos interesaba que quedara acostada. 
Inicialmente se rotó la pieza para dejarla con la orientación deseada dentro del espacio de la plancha 
de la impresora, y posteriormente se trasladó dentro del espacio de la misma para poder dejarla en la 
ubicación deseada y poder optimizar tiempos de operación. 
Posteriormente, se llevó la pieza a posarse directamente sobre la plancha, debido a que en un inicio 
aparecía flotando, y se acomodó para poder hacer de buena manera la operación. Una vez definidos 
todos estos parámetros, se llevó a la edición de los parámetros propios de la impresión, como la 
resolución de la misma, el relleno interno de la pieza y parámetros de la temperatura. 
La resolución se dejó en la normal o estándar, y el relleno de la pieza se estableció en 5%, debido a 
que la pieza realmente es meramente decorativa y no tendría ninguna necesidad de aplicarles 
fuerzas externas que comprometan su estructura, y se activó la opción de generación de una base 
que permitiera que la pieza se despegara fácilmente de la base de la impresora. Luego a esto, se 
establecieron las condiciones de temperatura para la operación, en este caso al ser filamento de 
plástico PLA, para el extrusor se dejó una temperatura de 190° C y para la plancha una temperatura 
de 50° C, que son temperaturas más que adecuadas para este tipo de material. Luego a esto, para 
terminar, se realizó una vista preliminar de las operaciones para ver el tiempo estimado de la pieza 
que resultó en un aproximado de 1 hora con 30 minutos, y se procedió finalmente con la impresión 
en sí. 
En este caso el resultado final no fue el mejor debido a que al tener un relleno mínimo, algunas 
partes de la pieza colapsaron pues no tenían suficiente soporte por debajo, así cómo que la base fue 
increíblemente complicada de separar de la pieza dejando una textura indeseable. 
 
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Conclusiones 
Es importante entender los principios de operación de las impresoras 3D de tipo FDM, debido a que 
todas y cada una de ellas, de acuerdo a su marca y modelo cuentan con diferentes características y 
capacidades que pueden influir en el resultado final, ya sea hablando de tiempos, o los distintos 
tipos de materiales que utiliza, o por la resolución que son capaces de manejar. 
Además, también es necesario irse emparentando por medio de la práctica con estas máquinas, para 
identificar las estrategias y configuraciones pertinentes para cada una según el tipo de pieza que se 
desee generar, así cómo conocer sus limitaciones o puntos débiles para establecer las mejores 
estrategias y parámetros para hacer la generación de piezas de manera ideal. 
Conclusiones generales de la materia 
En sí, la materia, a nivel personal me pareció sumamente interesante y completa, al menos por la 
manera en como el Ingeniero nos explicaba los temas de manera tan puntual y detallada, además de 
que siempre era apoyada toda la teoría con muchísima práctica, lo que permitía retener realmente 
los conceptos a veces un poco confusos que se ven en la misma. Como tal, la materia la considero 
bastante importante debido a que, en el mundo laboral, las técnicas de manufactura son algo de vital 
importancia, por lo que es necesario conocer los distintos tipos de máquinas y herramientas, sus 
principios de funcionamiento, capacidades y especificaciones técnicas, así como sus limitantes, para 
poder identificar los más adecuados según el tipo de proceso y materiales que se manejarán, e 
incluso para la calidad en el terminado de la misma. 
Esta materia nos permitió conocer de principio a fin los procesos y características de los procesos de 
manufactura, su realización, y estructura, lo cual nos otorga la capacidad de identificar e interpretar 
planes y estrategias de manufactura, poder adecuarlos y optimizarlos según los requerimientos que 
se necesiten cubrir para dicho proceso.