Impresión 3D

¿Qué es la impresión 3D?

La impresión 3D (3D Printing), es un proceso por el cual se crean objetos colocando un material por capas en base a un modelo digital.  Todos los procesos de impresión 3D requieren que el software, el hardware y los materiales trabajen en conjunto.

La más importante diferencia que podemos encontrar entre las formas tradicionales de construcción de objetos y la impresión 3D es que mientras en el primer método el objeto a modelar se obtiene quitando el material sobrante, en la impresión 3D sólo se utiliza estrictamente el material a utilizar, lo que produce importantes ahorros, además de menor contaminación.

La tecnología de impresión 3D puede utilizarse para crear todo tipo de cosas, desde prototipos y piezas simples hasta productos altamente técnicos, como piezas para aeronaves, edificios ecológicos, implantes médicos que pueden salvar vidas e incluso órganos artificiales que se producen con capas de células humanas.

Como funciona:

Con respecto a cómo estas impresoras 3D cumplen con su trabajo, es necesario el uso de un archivo creado con algún software de modelado 3D como Autodesk Inventor, Solidworks o Catia para indicarle a la impresora 3D qué es lo que debe modelar. Estos contienen precisas instrucciones acerca de las coordenadas que se deben seguir para crear el objeto y generalmente son introducidos a la impresora a través de USB mediante un pendrive o memoria, pero también existen modelos de impresoras 3D que permiten su conexión directa a la PC.

Historia:

A Hull se le ocurrió por primera vez la idea en 1983 cuando estaba usando luz UV para endurecer el revestimiento de una mesa.​ Charles Hull, inventa la estereolitografía, un proceso de impresión que permite que un Objeto en 3D se cree a partir de datos digitales. Hull acuñó el término “estereolitografía” en su Patente USPTO nº 4575330 intitulada “Aparato para Producción de Objetos tridimensionales por Estereolitografía” emitido el 11 de marzo de 1986.​ Él definió a la estereolitografía como un método y aparato para solidificar objetos, a través de la “impresión” sucesiva de capas delgadas, una encima de otra, de material curable por radiación ultravioleta. En la patente de Hull, un rayo concentrado de luz ultravioleta es enfocado sobre la superficie de un depósito lleno de líquido fotopolímero. El rayo de luz, moviéndose bajo el control de una computadora, dibuja cada capa del objeto sobre la superficie del líquido. Dondequiera que el haz golpee la superficie, el fotopolímero cambia a estado sólido. Un software avanzado CAD / CAM / CAE matemáticamente corta el modelo de computadora del objeto en una gran cantidad de capas delgadas. El proceso luego construye el objeto capa por capa comenzando con la capa inferior, en un elevador que se reduce ligeramente después de la solidificación de cada capa.

El inicio de la impresión 3D se remonta a 1976, cuando se inventó la impresora de inyección de tinta. En 1984, algunas adaptaciones y avances, transformaron la tecnología de impresión con tinta a impresión con materiales. A lo largo del tiempo, ha habido una gran variedad de aplicaciones de la tecnología de impresión 3D.

Tipos de Impresion 3d:

  • Fabricación con filamento fundido (FFF)

También conocida como modelado por deposición fundida (MDF). Este método de impresión 3D calienta y extrude materiales plásticos. Es común tanto en impresoras 3D domésticas como profesionales.

  • Estereolitografía (SLA)

Este método de impresión 3D utiliza la luz UV para curar o endurecer resinas, capa por capa. Sinterizado selectivo por láser (SLS)

Este método de impresión 3D, común en la manufactura industrial, utiliza láser para fusionar materiales pulverizados, capa por capa.

Sucesos Importantes en la impresión 3D:

1992 – FABRICACIÓN DE PROTOTIPOS CAPA POR CAPA

La primera máquina de impresión 3D del tipo SLA (estereolitográfico) en el mercado, fue desarrollada por la empresa 3D Systems. El funcionamiento básico de esta máquina consiste en que un láser UV va solidificando un fotopolímero, un líquido con la viscosidad y color parecido al de la miel, el cual va fabricando partes tridimensionales capa por capa.

2002 – UN RIÑÓN 3D EN FUNCIONAMIENTO

Los científicos diseñan un riñón en miniatura completamente funcional y con la capacidad de filtrar sangre y producir orina diluida en un animal.

2008 – GRAN AVANCE EN LA PRÓTESIS.

La primera persona que camina sobre una pierna de prótesis impresa en 3D, con todas las partes, rodilla, pie, impresa en una misma estructura sin ningún tipo de montaje. Este tipo de avances permiten que los fabricantes de prótesis realicen desarrollos a medida en el sector de las prótesis.

2011 – PRIMER AVIÓN IMPRESO EN 3D.

Los ingenieros de la Universidad de Southampton diseñaron y planearon el primer avión impreso en 3D. Este avión no tripulado se construyo en siete días. La impresión 3D permite que sus alas tengan forma elíptica, una característica normalmente cara que ayuda a mejorar la eficiencia aerodinámica y reduce al mínimo la resistencia inducida.

2011 – PRIMER COCHE IMPRESO EN 3D.

Kor Ecologic nos presenta Urbee, un prototipo de coche que trata de ser lo más eficiente posible con el medio ambiente, siendo toda su carrocería diseñada e impresa en 3D.

2012 – PRIMER IMPLANTE DE PRÓTESIS DE MANDÍBULA IMPRESA EN 3D.

Doctores e ingenieros holandeses trabajan con una impresora 3D especialmente diseñada, la cual permite imprimir prótesis de mandíbulas personalizadas. Este grupo ha podido implantar una mandíbula a una mujer de 83 años de edad que sufría una infección de hueso crónica. Esta tecnología se está estudiando más profundamente con el objetivo de poder promover el crecimiento de nuevo tejido óseo.

Conclusión:

La tecnología de impresión 3D se vuelve más confiable gracias a la tecnología, y los científicos e inventores están descubriendo nuevas formas de aplicar 3D printing en nuestros diario vivir.

Profesionales en el tema:

Vicente Gascó – @vicgasco.

José Ángel Castaño (jako3D) – @jakolete: “Las principales aplicaciones son, en esencia, la reproducción de escaneados 3D y la impresión de objetos diseñados con programas de modelado tridimensional, lo que permite el prototipado rápido de nuevos productos o incluso lanzarlos al mercado. Las implicaciones de esto son infinitas, puesto que ya no es necesario esperar meses para contar con los primeros modelos para lanzar al mercado un producto, ya que el modelo tridimensional se puede enviar a cientos o miles de kilómetros de distancia para que desde cualquier lugar se convierta en un objeto. Así, mucha producción industrial será bajo demanda y viajará por la Red, aparte de que cada persona podrá disponer de lo que llamamos ‘repuestos imposibles’, que son los que ya no se fabrican o que nunca se pensaron, adecuados a sus necesidades, o personalizar al gusto los objetos que nunca llegarían al mercado desde la producción masiva”.

“Pero la aplicación más importante en el futuro posiblemente sea en medicina reconstructiva o en la ortopedia, ya que con las bioimpresoras tridimensionales los cirujanos tendrán a su disposición implantes y hasta órganos humanos personalizados. De hecho, con biopolímeros se podrán imprimir las estructuras hasta de corazones, que irrigados con células madre y con técnicas genéticas evitarían algunos de los rechazos de los trasplantes actuales. También se verán soluciones dedicadas en traumatología, neurocirugía, cirugía maxilofacial y ortodoncias, con lo que los cirujanos dispondrán en pocos días de herramientas tanto para planificar las operaciones como para solventar los problemas de cada persona de forma especializada. Una de las grandes satisfacciones que tenemos los que trabajamos en la impresión 3D ha sido ver cómo la gente, por sí misma, ya ha creado prótesis para sustituir manos gracias a esta tecnología”.

Juan Gonzalez – @Obijuan_cube : La impresión 3D se puede aplicar en los campos donde se necesiten ‘objetos’, es decir, potencialmente todos. Es una tecnología que nos permite materializar objetos rápidamente, en cualquier parte del mundo, a un coste muy bajo. Actualmente se están empleando en educación, robótica, arte, medicina, industria, juguetes, decoración, moda, arquitectura, prototipado rápido, maquetas… Es difícil predecir su futuro. Es una tecnología tan potente que aún no hemos asimilado los profundos cambios que traerá, pero los principales van a ser que vamos a pasar de ser consumidores a creadores y que nos va a permitir materializar objetos en cualquier parte del mundo en tiempo récord”.

Enlaces:

Impresoras 3D ¿Qué son? ¿Cómo funcionan? Todo sobre impresión 3D. (2018, mayo 4). Recuperado 30 de octubre de 2019, de Tecnología + Informática website: https://tecnologia-informatica.com/impresoras-3d-que-son-como-funcionan-impresion-3d/

impresoras3d.com. (2017, diciembre 31). Breve historia de la impresión 3D. Recuperado 30 de octubre de 2019, de Impresoras3d.com website: https://www.impresoras3d.com/breve-historia-de-la-impresion-3d/

¿Qué es la impresión 3D? | Tecnología de impresión 3D | Autodesk. (s. f.). Recuperado 30 de octubre de 2019, de https://latinoamerica.autodesk.com/solutions/3d-printing

Presentacion en Slides Share: https://es.slideshare.net/JosirisSantana/3d-printing-190520674

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