¿Que es la impresión 3D y como funciona?

impresión 3D

La impresión 3D es un invento realmente innovador que nada más y nada menos permite crear un objeto físico a partir de un modelo digital en tres dimensiones. Este avance dio inicio en los años 80 bajo el nombre de «creación ágil de prototipos» ya que precisamente este era el objetivo de la tecnología: hacer modelos rápidos y baratos. Todo ha cambiado desde entonces, en la actualidad las impresoras 3D ofrecen resultados asombrosos, teniendo la posibilidad de crear tantas cosas como el cerebro humano puede imaginar.

Como funciona una impresora 3D

impresora 3D

Todo empieza a partir de un modelo 3D en el computador, básicamente puedes crearlo tu mismo a partir de un software de modelado 3D ( requiere conocimientos avanzados del software ) o descargarlo desde un repositorio 3D, estos archivos básicamente serán los que alimenten la impresora 3D, con precisas indicaciones sobre las coordenadas que se deben procesar para crear el objeto y que en su mayoría son ingresados a la impresora por medio de USB mediante un pendrive o memoria, aunque también hay otros tipos de impresoras 3D que aceptan una conexión directa al computador.

Impresora 3D historia

En realidad el comienzo de la impresión 3D fué desde 1976, justo cuando se inventó la impresora con inyección de tinta. Este concepto fué evolucionando en el tiempo pasando del uso de tintas a impresión por medio de materiales como el plástico. En el siguiente listado te compartiré una simple pero interesante línea de tiempo con los principales innovaciones de impresión 3D dentro de la industria:

1984 Bienvenida SLA

La estereolitografía o SLA es inventada gracias a Charles Hull.

1987 se inventa el sintetizado selectivo por láser

Carla Deckard es el inventor de este sistema

1988 llega el modelo por deposición fundida

El inventor Scott Crump desarrolla el modelado por deposición fundida

1993 Impresión 3D por inyección

El MIT diseña y produce la impresión 3D por inyección.

1996 Z Corpration en el mercado

La empresa Z Corporation empieza a ofrecer por primera vez la impresora basada en tecnología 3D

1999 Se rompe un hito en la medicina moderna

En la Universidad de Wake Forrest de Estados Unidos, el instituto de medicina regenerativa inserta en seres humanos órganos transformados por medio de implantes arteriales impresos en tecnología 3D.

2002 La universidad Wake Forrets impulsa es uso de la tecnología 3D en medicina

La universidad Wake Forrest crea un departamento de medicina regenerativa llamada el Envision Tec, imprimiendo en esta fecha como uno de sus grandes logros el primer riñón en 3D completamente funcional.

2006 La impresión 3D para todos

Surge el proyecto Fab@Home en la universidad de Cornell, fué la primera impresora 3D multimaterial disponible al público de código abierto.

Tipos de impresoras 3D

Estereolitografía (SLA)

SLA es un proceso acelerado de producción de prototipos. Los que usan esta impresora se toman en serio la calidad. Con esta impresora se pueden generar objetos por medio de archivos de datos CAD 3D (generados por computadora) en muy poco tiempo. Este es un proceso de impresión 3D que es popular por sus detalles delicados y precisión. Las impresoras diseñadas bajo esta tecnología producen modelos únicos.

El proceso se realiza convirtiendo fotopolímeros líquidos en objetos 3D densos, una capa a la vez. El plástico se transforma por medio de altas temperaturas volviéndolo semi-líquido, para luego endurecerse de nuevo con la pieza formada. La impresora construye cada una de estas capas usando un láser. Justo antes de cada ciclo de impresión, una cuchilla de recubrimiento se mueve a través del área del modelo para asegurar que cada capa delgada de resina se extienda uniformemente por el objeto. El ciclo de impresión continúa de esta manera, construyendo objetos 3D partiendo desde su base hacia arriba.

Tecnología de procesamiento de luz digital (DLP)
impresión dlp

DLP es la más antigua de las tecnologías de impresión 3D, creada por un hombre llamado Larry Hornbeck en 1987. Es similar al SLA (ver arriba), dado que también funciona con fotopolímeros. La resina plástica líquida utilizada por la impresora entra en un recipiente de resina translúcida. A pesar de ello, es posible encontrar una diferencia marcada entre la tecnología SLA y la tecnología DLP: la fuente de luz. Mientras que SLA usa luz ultravioleta, DLP usa una fuente de luz más tradicional, generalmente lámparas de arco. Este proceso da como resultado velocidades de impresión bastante impresionantes. Cuando hay mucha luz, la resina se endurece rápidamente (estamos hablando de segundos). En comparación con la impresión 3D SLA, DLP logra tiempos de impresión más rápidos para la mayoría de las piezas. La razón por la que es más rápido es porque expone capas enteras a la vez. Con la impresión SLA, un láser tiene que extraer cada una de estas capas, y esto lleva tiempo.

Tecnología de modelado de deposición fundida (FDM)
impresión fdm

FDM es un proceso de impresión 3D desarrollado por Scott Crump, y luego implementado por Stratasys Ltd., en la década de 1980. Utiliza materiales plásticos térmicos de grado de producción para imprimir sus objetos 3D. Suele ser muy usada en la producción de ayudas de fabricación, modelos conceptuales y prototipos funcionales. Es una tecnología que puede crear detalles precisos y cuenta con una excepcional relación fuerza / peso.

Tecnología de sinterización selectiva por láser (SLS)
sls-printing

Un empresario, inventor y maestro estadounidense llamado Dr. Carl Deckard desarrolló y patentó la tecnología SLS a mediados de la década de 1980. Es una técnica de impresión 3D que utiliza láseres de CO2 de alta potencia para fusionar partículas. El láser sinteriza materiales metálicos en polvo (aunque también puede utilizar otros materiales, como polvo de nylon blanco, cerámica e incluso vidrio).

Tecnología de fusión selectiva por láser (SLM)

SLM hizo su debut en 1995. Era parte de un proyecto de investigación alemán en el Instituto Fraunhofer ILT, ubicado en la ciudad más occidental del país, Aquisgrán. Al igual que SLA (ver arriba), SLM también utiliza un rayo láser de alta potencia para formar piezas en 3D. Durante el proceso de impresión, el rayo láser se funde y fusiona varios polvos metálicos. La manera simple de ver esto es desglosar el proceso básico de esta manera:

Material en polvo + calor + precisión + estructura en capas = un objeto 3D perfecto.

Materiales que usan las impresoras 3D

impresión 3D

La mayoría de las impresoras 3D utilizan un material termoplástico, el cual es derretido durante la impresión luego se endurece a medida que se enfría. Los más conocidos son los PLA y también los ABS.

  • Materiales PLA: El PLA es un termoplástico, su origen es totalmente natural y sus propiedades o características son bastante interesantes para la impresión 3D. El proceso es muy rápido (mucho más que en el caso de los ABS), pero tiene como desventaja que el objeto impreso es menos resistente.
  • Materiales ABS: Por otro lado, el ABS es conocido por ser un plástico que tiene como característica principal la resistencia ante altas temperaturas, por ello, es utilizado en impresoras que son capaces de alcanzar temperaturas elevadas. Lo interesante del plástico ABS es que las impresiones 3D obtenidas serán de un material muy sólido, resistente y difícil de romper.

Como hacer una impresora 3D

Aquí te dejo un video tutorial muy bien explicado paso a paso sobre cómo hacer una impresora 3D casera, si tienes el interés y los recursos seguramente puede servirte.

Recursos de modelos 3D para imprimir

Modelos 3D para imprimir

En esta sección del articulo te dejo algunos sitios webs que he usado para mis proyectos de impresión en 3D donde si tienes los conocimientos necesarios puedes modificarlos y crear proyectos totalmente nuevos a partir de estos recursos 3D.

TinkerCAD Gallery

TinkerCAD no es sólo un genial y sencillo editor 3D, también podemos encontrar una sección (llamada galería), que nos ofrece un banco de imágenes 3D con las creaciones de los otros usuarios y que podemos descargar sin ningún costo. En la selección del staff podemos encontrar creaciones como signos de interrogación, maquetas de casas, mobiliaria en miniatura y muchas otras cosas interesantes.

Thingiverse

Thingiverse, es una comunidad también gratuita y – esta vez sí – específicamente pensada para el mundo de la impresión 3D. Disponen de categorías con colecciones con artículos de la vida cotidiana, con maquetas de películas y series, productos de decoración y otros elementos que seguramente sean muy interesantes para ustedes.

TurboSquid

TurboSquid tiene para ofrecernos un banco de imágenes de modelos 3D que no son completamente pensados para el mundo de la impresión 3D. Eso sí, es importante saber que a diferencia de las opciones comentadas anteriormente es un repositorio de pago. A pesar de ello, tienen muchos modelos almacenados que podremos descargar por precios variables (algunos gratuitos y otros que cuestan cientos de euros). De igual forma, solo algunos de los modelos ofrecidos son aptos para imprimirse en una impresora 3D.