Es muy difícil haber escuchado en el día de hoy de la impresión en tres dimensiones, pero, todavía es un mundo bastante desconocido por muchas personas. Hoy en Lovtechnology vamos a hablar sobre qué es la impresión 3D, así que le invitamos que se quede con nosotros y conozca sobre este fascinante tema.
Tabla de contenidos
- ¿Qué es la impresión 3D?
- Breve historia de la impresión 3D
- ¿Cómo funcionan las impresoras 3D?
- ¿Cuáles son los métodos de impresión 3D?
- ¿Qué materiales se utilizan para la impresión 3D?
- ¿Cuáles son las aplicaciones de la impresión 3D?
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¿Qué es la impresión 3D?
La impresión 3D no es más que un conjunto de tecnologías de fabricación por adición apto de desarrollar un objeto de manera tridimensional a través de la superposición de capas sucesivas de un material determinado. Un procesamiento capaz de desarrollar objetos físicos mediante la colocación de cierto material en capas partiendo de un modelo digital.
De modo que, es un proceso en el que se fabrica un objeto físico en tres dimensiones por medio de un modelo digital gracias a una impresora 3D que se puede utilizar múltiples tecnologías y materiales para ir montando capas hasta fabricar una réplica perfecta.
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Breve historia de la impresión 3D
Aun cuando parezcan un término y tecnología actual, lo real es que desde 1976 ya se fabricaron los primeros equipamientos y materiales de fabricación para la impresión en 3D. Posteriormente para el año 1981, Hideo Kodama ideó dos maneras de fabricación AM de un patrón de plástico tridimensional con un polímero fotoendurecible.
Para el año 1984 fueron presentados y patentados proyectos apoyados en el proceso de estereolitografía , no es más en ir agregando capas a través del curado de fotopolímeros con láseres de rayos ultravioleta. También se definió un sistema para originar objetos tridimensionales a través del desarrollo de un patrón del objeto a fabricar que acarreó al formato de archivo STL, la cual es el aceptado actualmente para la impresión 3D.
Si deseas conocer lo mejores avances tecnológicos del siglo XXI, donde la impresión 3D es uno de ellos, lea el siguiente artículo.
Primera máquina de impresión 3D SLA
Para el año 1992 se fabricó la primera máquina de impresión 3D de tipo SLA (estereolotigráfico) y fue un producto de la empresa 3d System. Que no era más que un láser ultravioleta que iba condensando un fotopolímero capa por capa para desarrollara objetos 3D. Pese a que no eran objetos perfecta, hacía imaginar el potencial que podía prometer este tipo de máquinas.
Después, para el año 1999 se pudieron observar los avances realizados con el primer órgano desarrollado en laboratorio mediante el equipo de investigación del instituto de Wake Forest de medicina regenerativa mediante su trabajo de poder imprimir órganos y tejidos con esta tecnología.
Primera impresora tipo SLS
Para el año 2006 se fabricó la primera impresora tipo SLS o de sintetización de láser selectivo. Un equipo que usa un láser unir materiales a lo largo del proceso de impresión 3D, dando esperanza a la elaboración de prótesis, piezas industriales, entre muchas más. En el año 2008, mediante el proyecto RepRap, nació la primera impresora que pudo replicar sus componentes propios, trayendo como resultado fabricar impresoras idénticas o piezas de repuesto.
Progresos y contemporaneidad
Para el año 2011 los ingenieros de la Universidad de Southampton diseñaron un avión no tripulado impreso en 3D y desarrollado en tan solo siete días. En ese propio año, se obtuvo también el primer prototipo de un automóvil donde la carrocería del mismo había sido fabricada mediante la impresión 3D. Además como se llevó esta tecnología a otros mercados muy diferentes por ejemplo la joyería, permitiendo imprimir piezas de oro y plata a partir de modelos.
Durante estos años se ha visto diferentes aplicaciones en implantes dentales, prótesis de huesos, etc. Inclusive se usan las impresoras 3D para desarrollar material sanitario para ayudar en la lucha contra el coronavirus en hospitales, adaptadores para respiradores, pantallas protectoras, y otras más.
¿Cómo funcionan las impresoras 3D?
Existen múltiples tecnologías de impresión 3D, incluyendo el modelado por deposición fundida (FDM), también llamado como fabricación de filamentos fundidos (FFF). FDM es el procedimiento más frecuente y conocido y se usa en las impresoras 3D más alcanzables.
El modelado por deposición fundida (FDM) es el mecanismo de impresión 3D que se basa en fundir un material, como el plástico, para desarrollar un elemento en 3D por capas. El FDM no es más que un método aditivo, al plástico o metal que se procesa se le conoce como filamento.
El filamento para impresión 3D debe lograr un estado líquido con el objetivo que las capas individuales del modelo se puedan añadir. Este debe ser calentado de manera adecuada e introducir el mismo en una boquilla fina. Esto da como resultado un hilo fino de plástico que se usa para realizar capas que se sobreponen hasta moldear el objeto 3D. Las impresoras 3D FDM más usadas incluyen MakerBot y Ultimaker .
¿Cuáles son los métodos de impresión 3D?
Hay múltiples tecnologías que se encuentran disponibles para la impresión 3D que se ven las diferencias en la manera en las distintas capas son usadas para desarrollar los objetos. Unas utilizan mecanismos de fundido del material para construir las capas (como SLS o FDM), y otras que depositan materiales líquidos que son solidificados con múltiples tecnologías. Entre los más usados hay que destacar:
Impresión por inyección
Este método, la impresora desarrolla el modelo de capa dispersando una capa de la sección de la pieza. Este mecanismo se reitera hasta que se marcan todas las capas y lo singular de este método es que es el único que permite la impresión a todo color.
Modelado por deposición fundida (FDM)
Este método va echando un material fundido encima de una estructura capa a capa que luego es sintetizado por un láser para su solidificación. En este mecanismo se incluye además el sintetizado de metal por láser (DMLS)
Estereolitografía (SLA)
La tecnología estereolitografía (SLA) es la que usa resinas líquidas fotopoliméricas que se condensan con la utilización de una luz emitida por un láser ultravioleta. De este modo, se van componiendo capas de resina sólida hasta realizar el objeto.
También existen otros métodos como Fotopolimerización por luz ultravioleta, Fotopolimerización por absorción de fotones (SLS) e Impresión con hielo.
¿Qué materiales se utilizan para la impresión 3D?
Según los mecanismos usados para la impresión en 3D se pueden utilizar múltiples materiales; y es que una impresora no puede usar cualquier material para su trabajo sino tiene que utilizar alguno que sea compatible con el tipo de impresora y tecnologías usadas.
Hay múltiples tipos de materiales utilizados con la finalidad de imprimir objetos en 3D, desde tipo líquidos, flexibles, opacos, de colores, entre otros más. Además según sus necesidades pueden complacer las necesidades de las piezas u objetos realizados a partir de ellos ya que cada uno tiene múltiples características y propiedades que permiten el desarrollo de ciertos objetos con una resistencia o con una precisión mayor.
A continuación les mostraremos los materiales más utilizados: Ácido poliláctico (PLA), Laywoo-D3, Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS),Poliestireno de alto impacto (HIPS), Tereftalato de polietileno (PET), Elastómero termoplástico (TPE), Filaflex, Laybrick, Nylon y Metales amorfos (BGM).
¿Cuáles son las aplicaciones de la impresión 3D?
Las aplicaciones de la impresión de tres dimensiones son muchas y diversos gracias a las técnicas y materiales que se pueden usar en función del tipo de objeto, resistencia y otras características. A continuación les mostramos las aplicaciones de los diferentes ámbitos a utilizar:
Medicina y salud
Ya es en efecto de poder desarrollar ciertas partes del cuerpo mediante impresoras en 3D. En la esfera de las prótesis y otras especialidades por ejemplo la odontología es donde existe más utilidades. Además de la ventaja de poder realizar piezas sanitarios con rapidez.
Educación
En el ámbito de la educación y formación se utiliza desarrollar réplicas de conceptos abstractos, realizando la visualización y el entendimiento mejoren de manera considerable.
Comida y alimentación
Hay impresoras que son capaces de reemplazar algunos procesos de la cocina, también es un hecho la utilización de la impresión tridimensional para preparar postres inimaginables.