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¿Qué es una impresora 3D y cómo funciona?

Una impresora 3D es una máquina capaz de crear piezas o maquetas volumétricas, réplicas o duplicados, diseños en 3D físicos y reales con volumen, a partir de un diseño hecho por ordenador, descargado de Internet o recogido de un escáner 3D.

Además, convierten archivos de 2D en prototipos reales o 3D, por ello, frecuentemente se utilizan en la prefabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial.

Hoy en día se ha extendiendo su uso en la fabricación de prótesis médicas, así como en la producción de todo tipo de objetos o de piezas complicadas, ya que la impresión 3D permite adaptar cada pieza fabricada a sus características exactas, bien sean de un paciente, de una fábrica o de un prototipo.

Para conseguir esta réplica exacta utilizan plástico líquido u otros materiales, en vez de la tinta a la que estamos acostumbrados, que tras la impresión se solidifica y crea el objeto.

La verdad es que una impresora 3D es algo mágico, increíble, pudiendo crear objetos de la nada a partir de un diseño. Algo tan sencillo como un jarrón, o un tenedor u objetos mucho más complicados y difíciles como pueden ser las partes de un avión, órganos humanos utilizando las propias células de una persona o quién sabe, ya que son una auténtica revolución tecnológica.

Veamos entonces su interesante evolución, cómo funcionan los tipos disponibles y qué son capaces de hacer.

En 1992, la marca 3D Systems empezó a fabricar la primera impresora del tipo estereolitográfico, donde una resina fotosensible es curada con haces de luz ultravioleta, solidificándola.

En 1999, el departamento de medicina regenerativa del Instituto Wake Forest empezó la impresión 3D de órganos creados a partir de células madre y, por ello, generando un rechazo casi nulo en la persona en la que se implanta.

En 2002, el mismo instituto diseña un riñón 3D en miniatura.

En 2005, abre sus puertas RepRap, en la Universidad de Bath, construyendo una impresora 3D replicable: podía imprimir sus propias piezas en general para poder hacer otra igual.

En 2006, se inventa la primera máquina que utiliza un láser para derretir los materiales en el proceso de impresión. Son impresoras de sintetización de laser selectivo, donde un suministrador va depositando finas capas de polvo de diferentes metales (acero, aluminio, titanio…) y un láser a continuación funde cada capa con la anterior.

En 2009, se crea la bio-impresora 3D, con la que se imprime el primer vaso sanguíneo.

En 2011, se fabrica un avión no tripulado hecho en 7 días.

Ciertamente el futuro de las impresoras 3D es prometedor. Avanza a pasos agigantados mejorando la calidad y sus usos. En la actualidad podemos comprar una por unos 800 euros.

Pero, ¿cómo consiguen llevar a cabo la impresión en forma tridimensional de cualquier maqueta, prototipo o diseño que queramos realizar? Se explica de una manera muy sencilla: las impresoras separan el modelo a realizar en 3D en unas capas muy finas, que se imprimen una encima de la otra. Al unirlas, obtenemos el objeto en 3D.

Existen diferentes modelos comerciales de impresoras 3D: sinterización láser, estereolitografía, compactación (donde una masa de polvo se compacta por estratos) y adición (el propio material se añade por capas).

Por otra parte, también podemos diferenciarlas según el método empleado para la compactación del polvo, clasificándolas en:

  • Impresoras 3D de tinta, como método más rápido y económico, aunque las piezas son más frágiles.
  • Impresoras 3D láser, para objetos muy resistentes, precisos y de gran calidad. Esta tecnología fue la primera en lograr inyectar dos materiales diferentes en una misma impresión, permitiendo la creación de materiales digitales con propiedades a la carta.

El funcionamiento básico de la impresora de estereolitografía es sencillo. En primer lugar, crea una fina capa de resina y dibuja una pequeña sección plana del objeto con un rayo láser. A continuación, el láser solidifica el patrón que trazó, y lo pega a la siguiente capa de resina. Así se repite el proceso capa a capa. Al final del proceso, de toda la resina emerge el objeto 3D diseñado.

Las impresoras 3D hoy en día se usan para hacer prototipos rápidos de productos industriales, para prótesis en medicina, trasplantes… para crear desde objetos muy complejos hasta otros muy sencillos y cotidianos.

Son fundamentales ya en sectores tan variados como la automoción, la industria, la educación, el espacio, la alimentación, la moda… su futuro y su uso es y será sorprendente.

Seguiremos su camino porque nos facilita el nuestro.

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