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Publicado por Jesús Expósito
La evolución de la impresión ha sido brutal en los últimos años. La técnica que había nacido originariamente para imprimir tiradas de periódicos ha evolucionado hacia la impresión 3D. Por lo que, se puede afirmar que su evolución ha pasado del uso del tóner a los órganos humanos con la impresión 3D.
Aunque pudiera parecer una tecnología muy reciente, la realidad es que los antecedentes de la impresión son de los años ochenta. Una tecnología que ha experimentado un desarrollo que ha permitido dotarlo de funcionalidades tan destacadas como la elaboración de alimentos o la elaboración de huesos.
Sorprendentemente, el desarrollo de esta tecnología ha logrado que se pudiera pasar desde los primeros prototipos en los 80s hasta fabricar un avión con impresión 3D. ¡Parece increíble!
Los primeros equipos y materiales de construcción para las impresoras 3D se llevaron a cabo en el año 1976. Pero no fue hasta 1984 cuando varios proyectos fueron patentados donde se utilizaba un proceso de estereolitografía.
El año 1992 vio nacer el primer prototipo capa por capa desarrollado por 3D systems. Mediante la solidificación de un fotopolímero, se obtenían resultados más que dignos en la fabricación de objetos en tres dimensiones.
Corría el año 1999 cuando esta tecnología revolucionaria comienza a aplicarse dentro del ámbito de la medicina. En este contexto, diez años después la impresión 3D diseñó un riñón con todas las funcionalidades y con capacidad para depurar la sangre y generar la orina de un animal.
En 2006 tiene lugar la creación de la primera máquina SLS que permitiría juntar materiales mientras se producía la impresión 3D. Esta posibilidad logró que la siguiente parada de esta impresión fuese la industria, donde empezaron a crearse piezas hasta llegar al 2008 que nace la primera impresora 3D que imprimía componentes industriales.
A partir de 2008 la explosión de la impresión 3D fue imparable. Desde la creación de coches o aviones impresos, la creación de prótesis, de joyas o su implementación casi absoluta en los procesos de fabricación industrial dotaron a esta tecnología de una popularidad que llega hasta nuestros días.
El funcionamiento de la impresión 3D precisa de combinar tres elementos que son: el uso de un software, la herramienta de impresión (hardware) y adquirir los materiales necesarios para construir objetos mediante esta tecnología. De la interacción entre estos tres elementos se podrá elaborar cualquier elemento tridimensional superponiendo capas con una orientación ascendente.
El paso inicial será llevar a cabo un modelado con un software de modelado 3D (como por ejemplo Zbrush). A continuación, elegir los materiales para la elaboración de los objetos que cotidianamente suelen ser plásticos termoplásticos, aunque tienen cabida otros como polímeros, resinas o metales. Y, por último, elegir la impresora correspondiente conforme a los materiales utilizados y dejarla que haga su trabajo.
¿Sabías que hay varias formas de imprimir en 3D? La diferencia entre todas ellas está en como utilizan las impresoras las capas con las que elaboran las piezas. Entre las maneras de imprimir encontramos los que funden el material como el SLS o FDM o solidificando materiales en estado líquido, entre otras muchas entre las que destacan:
A través de la impresión 3D por inyección, la impresora lo que hace es ir haciendo capas por cada sección de forma repetida hasta acabar con todas ellas. La ventaja de este tipo de impresión está en la posibilidad de imprimir a color.
Conocida como modelado por deposición fúndica, el FMD lo que hace es fundir un material y utilizar de forma posterior un laser para solidificarlo. El sintetizado de metal por laser y el DMLS estarían categorizados en esta tipología.
En esta tipología se utilizan resinas líquidas fotopoliméricas que posteriormente quedarán solidificadas mediante la aplicación de un laser ultravioleta. También conocida como tecnología estereolitografía o SLA trata de crear capas de resina solidificada que al imprimirlas de forma continuada finalicen la creación del objeto.
La fotopolimerización por luz ultravioleta o SGC hace uso de un contenedor de polímero líquido que se sitúa bajo un proyector que lo endurece con el movimiento de la placa de montaje. De esta forma, se solidifica el polímero a capas hasta conseguir el resultado final.
La fotopolimerización por absorción de fotones o SLS consiste en la solidificación de un bloque de gel por las partes en las que actúa un láser. Finalizado el proceso se retira el gel restante.
Al igual que en otros tipos se lleva a cabo un enfriamiento o la solidificación de algunos materiales mediante la aplicación de un láser o un proyector, en la impresión 3D con hielo, esta solidificación se lleva a cabo congelando esas partes.
Para poder llevar a cabo el modelaje de figuras en 3D se requiere de un software potente, y más concretamente, si se busca el mejor del mercado, nos estamos refiriendo a Zbrush. A través de este software de modelado 3D se podrán crear todo tipo de personajes de forma para que puedan ser esculpidos por la impresora 3D y obtener unos resultados profesionales.
La infinidad de funciones y potencialidades que tiene esta herramienta permite a quienes las usan crear pinturas digitales que podrán ser plasmadas en objetos en tres dimensiones. En este sentido, es altamente recomendable recibir una formación específica en el uso de la herramienta para exprimir al máximo todas sus capacidades. Consecuentemente, son muchas las personas que aprenden a dominar esta herramienta con el Curso de Modelado Orgánico e Impresión 3D con Zbrush.
Aunque la tecnología que ofrece la impresión 3D aporta multitud de beneficios para muchos sectores, se está produciendo una inclusión progresiva en algunos de ellos, donde está siendo utilizada de forma complementaria a otros procesos de fabricación más tradicionales.
En este contexto, de manera escalonada la fabricación aditiva está siendo implementada con el objetivo de sustituir operaciones funcionales tradicionales por otras más eficientes o añadir otras que, en muchos casos, hará variar los flujos de trabajo en la fabricación de algunos productos.
Existirá también un auge de esta impresión en ámbitos como la salud o la medicina en la creación de órganos o la creación de fármacos; en la construcción de viviendas de bajo coste; o incluso será vital para el avance de la robótica.
La infinita búsqueda por alcanzar la eficiencia ha conseguido que se exploren nuevos materiales para la impresión 3D con el objetivo de reducir costes y evitar el derroche de materiales.
Consecuentemente, el panorama vislumbra un combate entre los materiales compuestos y el metal por la hegemonía en el uso de la impresión 3D. Junto con el auge de los materiales compuestos, también experimentarán un crecimiento los termoplásticos y los polímetros de alto rendimiento con un uso habitual en el ámbito sanitario.
El respeto por el medio ambiente es un valor que está siendo inmerso en la mayoría de las organizaciones, de manera que, tiene su traducción también a la hora de llevar a cabo este tipo de impresión.
La tendencia del futuro será la de dotar de sostenibilidad a la impresión 3D evitando el derroche de materiales, el uso de materiales biodegradables o la reducción de CO2 al evitar un transporte de piezas que ya podrán ser fabricadas dentro de las empresas.
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Jesús Expósito
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