¿Qué es la impresión 3D?
Impresión 3d es un proceso de fabricación que crea un objeto físico tridimensional a partir de un archivo digital. Este proceso se llama fabricación aditiva, lo que significa que el material se agrega, no se elimina.
Con la impresión 3D, crea un diseño digital 3D en un programa de modelado, conocido como Software CADy luego use 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 utiliza y qué le depara el futuro a esta tecnología.
La impresión 3D puede ser parte de su película favorita. Accesorios en películas como Pantera negra, Hombre de Acero, Los vengadores, y Guerra de las Galaxias Utilice la impresión 3D, lo que permite a los diseñadores de escenarios 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 utilizaba 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 estaban desarrollando casi al mismo tiempo, y las mejoras adicionales continuaron durante 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 hacerse notar por los principales medios de comunicación en 2000 cuando se creó el primer riñón impreso en 3D, aunque el trasplante exitoso de un riñón en 3D no sucedió hasta 2013. En 2004, el Proyecto RepRap hizo que una impresora 3D imprimiera otra impresora 3D. Se llamó más la atención de los medios en 2008 con la primera prótesis impresa en 3D.
Rápidamente siguieron otros avances en 3D, incluida una casa impresa en 3D a la que se mudó una familia en 2018.
Hoy en día, la impresión 3D no se trata solo de prototipos y fabricación industrial. Los aficionados, los 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 cada vez más útil para el consumidor diario.
Oscar Adelman, director ejecutivo 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 tradicionales de los consultorios dentales.
"A medida que la tecnología de impresión se vuelve más rápida, más barata y más común, veremos que industrias como el sector dental dependen más de la tecnología para los procedimientos diarios", dice.
La impresión 4D también está en camino, con objetos impresos que pueden cambiar de forma con el tiempo.
Cómo funcionan las impresoras 3D
Existen 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 se alimenta desde un rollo a un cabezal calentado, que derrite el plástico. El cabezal extruye el plástico derretido sobre la base de la máquina. La cabeza se mueve sobre la cama, 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 en la parte superior. 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 utilizar una impresora 3D
A continuación, se muestra cómo podría funcionar la impresión 3D simple en una impresora FDM.
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Descargue un modelo 3D que desee imprimir o diseñe uno usted mismo.
Encuentra modelos descargables en Thingiverse o GrabCAD. Para diseñar un modelo usted mismo, intente SketchUp o Licuadora. Para piezas de ingeniería, pruebe software CAD como Trabajo solido.
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 en un software de corte, como MakerWare, Cura, o Simplifica 3D.
MakerWare funciona con las 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. Decide cómo orientar el modelo en la impresora 3D. Para FDM, minimice los voladizos con una inclinación superior a 45 grados porque estos requieren estructuras de soporte.
Al decidir la orientación, considere cómo se cargará el modelo para que las capas no se separen fácilmente.
Marina Skoropadskaya / Getty Images 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 2 a 4). Hay otras cosas a considerar cuando preparación de un modelo para impresión 3D.
Exporte el programa, que normalmente es un archivo de código G. El software de corte convierte el modelo y la configuración de compilación que especificó en un conjunto de instrucciones. La impresora 3D sigue esto para construir la pieza.
Transfiera 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.
vgajic / Getty Images Cuando la impresora 3D termine de construir el modelo, retírelo y posiblemente también límpielo. Rompa cualquier estructura de soporte y frote los grumos restantes con papel de lija fino.
Otros tipos de máquinas de impresión 3D
Además 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 haz digital Fusión (EBM).
SLA es la tecnología de impresión 3D más antigua y todavía se utiliza en la actualidad. DLP usa iluminación y polímeros, mientras que SLS usa un láser como fuente de alimentación para crear objetos impresos en 3D fuertes. SLM, LOM y EBM han caído en desgracia.
El futuro de la impresión 3D
¿Llevará la impresión 3D a un futuro de productos personalizados bajo demanda hechos instantáneamente según nuestras especificaciones exactas? Si bien esto sigue sin estar claro, la tecnología de impresión 3D está creciendo rápidamente y se utiliza en muchas áreas.
La impresión 3D de casas, órganos corporales como riñones y extremidades, y otros avances tienen el potencial de mejorar la vida de innumerables personas en todo el mundo.