¿Qué es la impresión 3D?

 

¿Qué es la impresión en 3D?

La impresión 3D es el proceso de convertir gráficos 3D en objetos físicos, por gráficos 3D entendemos cualquier gráfico de tres dimensiones hecho en un ordenador, el proceso de crear de forma automática un objeto físico a partir de una imagen 3D en un ordenador es similar al proceso de imprimir (en 2D) dónde los textos, documentos y gráficos en 2D se escriben físicamente en papel, De esta similitud aparece el concepto de imprimir en 3D. La diferencia principal de la impresión 3D sobre la impresión 2D habitual es que en lugar de imprimir sobre un plano, la impresión 3D crea un objeto con volumen.

 


                                                                        

         Gráfico en 3D                                                                        Objeto real

 

 

 

 

La tinta de una impresora 3D es, en general, plástico. Hay varios tipos, los más utilizados son ABS y PLA. Pero además del plástico, se pueden llegar a utilizar una gran variedad de materiales. En general, cualquier material que se mantenga en estado sólido a temperatura ambiente pero se pueda extruir con relativa facilidad a temperaturas no muy altas es potencialmente válido para usarse como tinta en la impresión 3D.

 

El proceso de imprimir en 3D consiste en crear los objetos por capas superpuestas de abajo a arriba. Antes de empezar la impresión, el software divide el gráfico 3D en capas tan finas como el diámetro del plástico de salida. Para cada capa, la impresora va desplazándose sobre el plano para soltar el plástico sobre las coordenadas adecuadas. Formando finalmente una figura en tres dimensiones, un objeto que puedes tocar y usar en la vida real. Una impresora 3D es básicamente una máquina de control numérico (CNC) de tres ejes y un extruder. El extruder es el componente que calienta y presiona el cable de plástico (la tinta) para que salga en forma de hilo fino y quede con la forma deseada.  Cuánto rinde 1kg de plástico? El equivalente a 392 piezas de ajedrez, cálculos dados por la marca Makerbot!

 

Las utilidades de la impresión 3D son incontables. Al poder construir objetos físicos a partir de un diseño por ordenador, los diferentes objetos que se pueden crear sólo están limitados por nuestra imaginación.

 


Cómo se utiliza la impresión 3D en diferentes industrias:

 

La industria del entretenimiento  

Crea personajes, disfraces, escenografía, prótesis faciales, réplicas de grandes monumentos, y cualquier elemento necesario para complementar sus obras cinematográficas o televisivas. Esto, gracias a la fidelidad, precisión, estética, bajo costo y rapidez que proporcionan las impresiones basadas en modelos 3D.

Las jugueterías

Imprimen artículos de edición especial utilizando diseños tridimensionales. Esto, gracias a la fiel reproducción de detalles, que no podrían conseguir con la fabricación masiva tradicional.


En la industria de la moda

Los diseñadores las utilizan para crear prendas de ropa con diseños arquitectónicos que no podrían conseguirse en otro tipo de fabricación; zapatos con diseños exclusivos y llenos de detalles, bolsos, carteras y más. Las piezas se venden en miles de dólares.

 

En la industria aeronáutica

La principal función de la impresión 3D es lograr disminuir el futuro peso de los aviones. Algunas pequeñas piezas ya han sido aprobadas por la Administración Federal de Aviación Estadounidense, pero las grandes estructuras aún deben someterse a extensas investigaciones para descartar riesgos. Muchas de las grandes compañías fabricantes de aviones – como Boeing – utilizan réplicas de sus modelos impresos a escala para realizar pruebas de resistencia, calidad de los materiales y aerodinámica.

 

La medicina moderna

Involucra la tecnología de impresión tridimensional en todos sus aspectos. Se imprimen réplicas de partes del cuerpo para que los estudiantes de medicina practiquen sus cirugías; prótesis a la medida de huesos y miembros completos; guías para la regeneración de nervios dañados y modelos de estudio fieles a la anatomía de los pacientes. Todo esto, para planificar tratamientos con un alto porcentaje de éxito, como la extirpación de tumores sin dañar estructuras sanas.

Las grandes marcas de automóviles utilizan la impresión 3D para crear prototipos de sus modelos, crear modificaciones en los diseños y generar piezas personalizadas de carrocería.


La arquitectura ha cambiado por completo sus paradigmas gracias a esta tecnología, ya que es posible imprimir grandes edificaciones a escala y prevenir errores de construcción, mejorar la estética, probar modificaciones y estudiar el comportamiento de los materiales de construcción, sin necesidad de invertir tiempo ni contar con un gran capital humano para construir maquetas por secciones.


La odontología también se ha visto favorecida por el uso de impresoras 3D, ya que es posible realizar coronas, implantes, modelos cerámicos, materiales de ortodoncia y diferentes tipos de prótesis fijas. La versatilidad de los modelos computacionales les permite a los profesionales reducir el número de sesiones durante los tratamientos, darles a los pacientes un diseño personalizado del tratamiento que requieran y disminuir el número de maniobras clínicas por cada procedimiento.

 

La impresión 3D no tiene límites. Se utiliza incluso para crear caramelos de azúcar con formas extravagantes, múltiples colores y grandes tamaños. Los emprendedores pueden crear esculturas, artículos publicitarios, figuras decorativas, accesorios de moda o cualquier otra cosa que deseen. Sólo depende del tipo de impresora que tengan y los materiales que utilicen.

  



 

 


Tipos de tecnologías disponibles:

- Impresión por Estereolitografía (SLA).

- Impresión de Sinterización Selectiva por Láser (SLS).

- Impresión por Inyección.

- Impresión por deposición de material fundido (FDM).

- Impresión PolyJet


Aunque todas son diferentes entre sí, lo cierto es que tienen una característica en común: que el objeto se imprime capa a capa, empezando siempre por la inferior y acabando en la superior, siguiendo el modelo de archivo CAD que se haya creado de manera previa en el ordenador.

 

Impresión SLA

La impresión por Estereolitografía, la primera que se utilizó, consiste en aplicar un láser ultravioleta a una resina sensible a la luz contenida en un cubo.

Ese láser solidifica la resina en diferentes capas, mientras que la base que soporta la estructura se va desplazando hacia abajo para que la luz realice otra vez la misma acción sobre la nueva capa. De esta forma el objeto va tomando forma.

Si destacamos una ventaja y un inconveniente de esa tecnología, la ventaja sería las piezas de alta calidad que se consiguen, frente al inconveniente de que se puede desperdiciar cierta cantidad de material.


Impresión SLS

Nacida en la década de los 80, la impresión de Sinterización Selectiva por Láser (Selective Laser Sintering en inglés, de ahí sus siglas) compacta el material con el que se va a construir el objeto a través de la aplicación de un láser. La impresión SLS permite el uso de diferentes materiales en polvo, como cerámica, cristal o nylon. Sea cual sea el material usado, el láser impacta en ese polvo, funde el material y lo solidifica.

Una de las grandes ventajas de esta técnica es que el material que no se ha utilizado para la impresión es almacenado en el mismo lugar donde se inició la impresión, por lo que el desperdicio es nulo.

 

Impresión por inyección

Es parecida a la impresión por láser, pero se diferencia en que la impresión por inyección no emplea un láser para la compactación del material, sino mediante inyección de un aglomerante (tinta). Para que se entienda mejor, es el sistema de impresión 3D que más se parece a una impresora de papel.

Una de las ventajas que esta tecnología incluye es que se puede imprimir a color.

 

Impresión FDM

Por último, la impresión por deposición de material fundido consiste en depositar polímero fundido sobre una base plana. El material se funde y es expulsado en hilos minúsculos que que se solidifican nada más caer a la superficie. Cuando una capa se acaba, el expulsor se desplaza verticalmente para comenzar con una nueva capa.

 

 

Impresión PolyJet

 

La impresión 3D PolyJet, patentada por la sociedad Objet Ltd. en 1999 (que se fusionó con Stratasys en 2012), combina la tecnología Inkjet y el uso de foto-polímeros – dos materiales se solidifican al contacto con la luz ultravioleta. Esta tecnología presenta varias ventajas : una excelente resolución – hasta 0.016 mm -, superficies lisas – sin efectos de escalera como en el caso de los objetos impresos por FDM – y una amplia gama de materiales y colores con un costo y un tiempo de impresión relativamente bajos.

La impresión 3D Polyjet es compatible con una amplia gama de materiales (más de 120 aproximadamente) y permite incluso de combinar varios simultáneamente (cada uno almacenado en una cabeza de impresión distinta). El material compuesto obtenido, Material Digital, permite obtener prototipos de alto desempeño para asemejarse al modelo final (resistencia a la temperatura, biocompatibilidad, rigidez, flexibilidad) y en variedad de colores.

En consecuencia, esta técnica es utilizada en distintas áreas: arquitectura, medicina, en la fabricación de juguetes, en la industria aeroespacial, pero también en las artes creativas.

La sociedad Stratasys comercializa 3 máquinas que utilizan esta tecnología de impresión 3D: Objet Desktop, Eden y Conne. 


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