La impresión 3D es un proceso de fabricación que crea un objeto físico tridimensional a partir de un archivo digital. Este proceso se denomina fabricación aditiva, lo que significa que se agrega material, no se elimina.
Con la impresión 3D, crea un diseño digital 3D en un programa de modelado, conocido como software CAD, y luego usa una impresora 3D para producir capas de material para formar el objeto terminado. Empresas, investigadores, profesionales médicos, aficionados y más utilizan la impresión 3D para una variedad de aplicaciones.
Aquí hay un vistazo a cómo surgió la impresión 3D, cómo funciona, para qué se usa y qué le depara el futuro a esta tecnología.
La impresión 3D puede ser parte de su película favorita. Los accesorios en películas como Black Panther, Iron Man, The Avengers y Star Wars utilizan la impresión 3D, lo que permite a los diseñadores crear y recrear accesorios de manera fácil y económica.
La historia (y el futuro) de la impresión 3D
A principios de la década de 1980, apareció la tecnología de impresión 3D, pero se la conocía como tecnología de creación rápida de prototipos o RP. En 1980, el Dr. Kodama de Japón presentó una solicitud de patente para la tecnología RP, pero el proceso no se completó.
En 1984, Charles "Chuck" Hull inventó un proceso que llamó estereolitografía, que usaba luz ultravioleta para solidificar el material y crear un objeto 3D capa por capa. En 1986, Hull obtuvo una patente para su aparato de estereolitografía, o máquina SLA.
Chuck Hull pasó a formar 3D Systems Corporation, una de las empresas de tecnología 3D más grandes del mundo.
Otros procesos y tecnologías de impresión 3D se desarrollaron al mismo tiempo, y las mejoras continuaron a lo largo de la década de 1990 y principios de la de 2000. Aún así, el enfoque principal de la tecnología de impresión 3D fue la creación de prototipos y las aplicaciones industriales.
La tecnología de impresión 3D comenzó a llamar la atención de los principales medios de comunicación en el año 2000 cuando se creó el primer riñón impreso en 3D, aunque el trasplante exitoso de un riñón 3D no sucedió hasta 2013. En 2004, el Proyecto RepRap había una impresora 3D imprime otra impresora 3D. En 2008, se atrajo más la atención de los medios con la primera prótesis impresa en 3D.
Otros avances en 3D siguieron rápidamente, incluida una casa impresa en 3D a la que una familia se mudó en 2018.
Hoy en día, la impresión 3D no se trata solo de prototipos y fabricación industrial. Aficionados, científicos y todos los demás utilizan la impresión 3D para la fabricación de productos, bienes de consumo, avances médicos, materiales educativos y más. Se está volviendo rápidamente más útil para el consumidor cotidiano.
Oscar Adelman, CEO de Remi, dice que el proceso se está volviendo más popular en la industria dental, por ejemplo. La precisión de la impresión 3D es increíblemente impresionante y puede ayudar a los clientes dentales a ahorrar hasta un 80 por ciento en productos en comparación con los precios de los consultorios dentales tradicionales.
"A medida que la tecnología de impresión se vuelve más rápida, más barata y más común, veremos industrias como el sector dental que dependen más de la tecnología para los procedimientos cotidianos", dice.
La impresión 4D también está en camino, con objetos impresos que pueden cambiar de forma con el tiempo.
Cómo funcionan las impresoras 3D
Hay varios tipos de tecnologías de impresión 3D, incluido el modelado por deposición fundida (FDM), también conocido como fabricación de filamentos fundidos (FFF). FDM es el método más común y popular y se utiliza en las impresoras 3D más asequibles.
El método de impresión FDM utiliza un filamento de material plástico, un poco como una cuerda. El filamento pasa de un rollo a un cabezal calentado, que derrite el plástico. El cabezal extruye el plástico derretido sobre la bancada de la máquina. El cabezal se desplaza sobre el lecho, en 2D, depositando la primera capa de material.
Una vez que se completa la primera capa, la cabeza se mueve hacia arriba por el grosor de la primera capa y deposita la siguiente capa encima. La parte se construye capa por capa, como hornear una barra de pan rebanada por rebanada.
Las impresoras 3D FDM populares incluyen MakerBot y Ultimaker.
Ejemplo de cómo usar una impresora 3D
Aquí hay un vistazo de lo simple que podría funcionar la impresión 3D en una impresora FDM.
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Descargue un modelo 3D que desee imprimir o diseñe uno usted mismo.
Encuentre modelos descargables en Thingiverse o GrabCAD. Para diseñar un modelo usted mismo, pruebe SketchUp o Blender. Para piezas de ingeniería, pruebe un software CAD como SolidWorks.
- Si aún no lo está, convierta el modelo a un formato de impresión 3D, como un archivo STL.
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Importe el modelo a un software de corte, como MakerWare, Cura o Simplify 3D.
MakerWare funciona con impresoras 3D MakerBot. Cura y Simplify 3D producen código G, que funciona con la mayoría de las impresoras 3D.
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Configure la compilación en el software de corte. Decida cómo orientar el modelo en la impresora 3D. Para FDM, minimice los voladizos de más de 45 grados porque requieren estructuras de soporte.
Al decidir la orientación, considere cómo se cargará el modelo para que las capas no se separen fácilmente.
Image Para ahorrar tiempo y materiales, los modelos generalmente no son sólidos. Especifique el porcentaje de relleno (normalmente del 10 al 35 por ciento), el número de capas perimetrales (normalmente 1 o 2) y el número de capas inferior y superior (normalmente de 2 a 4). Hay otras cosas a tener en cuenta al preparar un modelo para la impresión 3D.
- Exportar el programa, que suele ser un archivo de código G. El software de corte convierte el modelo y la configuración de construcción que especificó en un conjunto de instrucciones. La impresora 3D sigue esto para construir la pieza.
- Transfiere el programa a la impresora 3D usando una tarjeta SD, USB o Wi-Fi.
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Imprime el modelo en la impresora 3D.
Image - Cuando la impresora 3D termine de construir el modelo, retírelo y posiblemente también límpielo. Rompa las estructuras de soporte y elimine los grumos restantes con papel de lija fino.
Otros tipos de máquinas de impresión 3D
Aparte de las impresoras FDM, los métodos de impresión 3D también incluyen estereolitografía (SLA), procesamiento de luz digital (DLP), sinterización selectiva por láser (SLS), fusión selectiva por láser (SLM), fabricación de objetos laminados (LOM) y Fusión de haces (EBM).
SLA es la tecnología de impresión 3D más antigua y todavía se usa en la actualidad. DLP usa iluminación además de polímeros, mientras que SLS usa un láser como fuente de alimentación para crear objetos impresos en 3D resistentes. SLM, LOM y EBM han caído en desgracia en gran medida.
El futuro de la impresión 3D
¿La impresión 3D conducirá a un futuro de productos personalizados bajo demanda fabricados instantáneamente según nuestras especificaciones exactas? Si bien esto no está claro, la tecnología de impresión 3D está creciendo rápidamente y se utiliza en muchas áreas.
La impresión 3D de casas, órganos del cuerpo como riñones y extremidades, y otros avances tienen el potencial de mejorar la vida de innumerables personas en todo el mundo.
