La impresión 3D es una de las grandes tendencias de los
últimos años en el terreno tecnológico. De hecho estamos viendo poco a poco
como salen al mercado de consumo distintos modelos de impresora 3D que puedes
comprar tanto a través de Internet como en grandes almacenes.
Sin embargo, la impresión 3D tiene mucho más detrás de lo que
parece en primera instancia. A modo comparativo es como si hablásemos de
automóviles, un campo enorme y tenemos distintos subtipos como eléctrico,
híbrido o con combustible derivado del petróleo (diésel / gasolina / GLP).
Existen tres tecnologías principales a la hora de hablar de
impresoras 3D y queremos que las conozcas así como también saber qué tipo de
piezas y acabados puedes conseguir con ellas.
Ejemplo de piezas fabricadas con impresora 3D
Impresión 3D vs modelado tradicional
Las impresoras 3D forman parte de lo que se conocen como
procesos de fabricación aditiva. Estos procesos son aquellos que permiten
fabricar un objeto desde cero donde las máquinas van añadiendo material hasta
conformar la pieza final.
En la fabricación tradicional como puede ser el mecanizado
mediante torno de control numérico se parte de un bloque de material sobre el
que se empiezan a realizar operaciones quitando capas hasta dejar la pieza que
se quiere obtener y os dejamos un vídeo en el que se demuestran los métodos más
comunes de mecanizado.
Los procesos aditivos incluyen, entre otros, todas las
tecnologías de Prototipado Rápido (Rapid Prototyping) con métodos como la
impresión 3D: FDM, FFF, Estereolitografía (SLA) o el Sinterizado Selectivo
Láser (SLS).
Todos los procesos de fabricación aditiva tienen en común el
hecho de que pueden generar geometrías muy complejas de una forma muy rápida.
En todos los casos, los objetos presentan una textura material de capas muy
finas, casi imperceptibles.
Mark Villacampa, quien lleva dentro de este mundo desde la
llegada de las impresoras RepRap y que ha realizado recientes análisis de las
últimas impresoras 3D del mercado y analizado el modelo de negocio de la
impresión 3D nos da la clave para la creciente popularidad de la impresión 3D.
El boom reciente de la impresión 3D personal se debe
principalmente al vencimiento de determinadas patentes relacionadas con la
tecnología FDM. La tecnología protegida anteriormente por estas patentes hizo
posible el nacimiento del proyecto RepRap en el año 2005. Todas las compañías
que se encuentran actualmente dentro del mercado de la impresión 3D están
impulsadas por el éxito del proyecto RepRap.
Tecnologías de deposición de material plástico
La tecnología que ha popularizado este método de impresión de
figuras y piezas en 3D ha sido la que se conoce como Fusion Deposition Modeling
(FDM) que fue inventada y patentada a finales de los años 80 por Scott Crump
quien la empezó a comercializar a través de la empresa que fundó junto con su
mujer, Stratasys.
1. Extrusor / 2. Material depositado / 3. Ejes de movimiento
Es una tecnología que permite conseguir piezas utilizando
plástico ABS (similar al material de los juguetes Lego) o bien PLA (un polímero
biodegradable que se produce desde un material orgánico).
LA GRAN MAYORÍA DE LAS IMPRESORAS 3D PERSONALES UTILIZA
TECNOLOGÍA FDM
La tecnología FDM estaba protegida por patente y nació una
tecnología que en esencia es similar, Fused Filament Fabrication (FFF) que
hemos visto en impresoras como RepRap.
La impresión con esta tecnología comienza desde la capa
inferior, creando una superficie en la base para poder separar la pieza. Se
utiliza un fino hilo de plástico pasa por el extrusor que es, en resumen, un
dispositivo que calienta el material hasta el punto de fusión. En ese momento
el plástico se depositando en la posición correspondiente de la capa que se
está imprimiendo en cuestión.
Tras ser depositado en su lugar, el material se enfría y
solidifica, una vez acabada esa capa, se desplaza verticalmente una pequeña
distancia para comenzar la siguiente capa. Según la pieza a fabricar es posible
que se necesiten varios soportes que se eliminan a posteriori.
La impresión, como en la mayoría de métodos de impresión 3D,
se realiza capa a capa. Imaginad que queremos imprimir una manzana, pues el
trabajo se realiza imprimiendo finas rodajas de la misma. Cuanto más finas sean
las mismas, mejor será la calidad final de la impresión. Os dejamos un ejemplo
en vídeo de la diferencia a la hora de utilizar capas más finas (más tiempo de
impresión) frente a capas más gruesas:
Tecnologías impresión 3D con láser
Seguimos con las tecnologías más populares de impresión 3D y
nos pasamos a hablar de dos tecnologías que utilizan el láser, con las
tecnologías Estereolitografía (SLA) y Selective Laser Sintering (SLS). Con
estas tecnologías se consigue una mayor precisión de las piezas imprimidas y un
ahorro en tiempo de impresión.
La tecnología SLA o estereolitografía nació antes que la
tecnología FDM y FFF de la mano de Charles Hull quien también fundó la empresa
3D Systems. Esta compañía fue la primera en poner a la venta lo que hoy
llamamos impresora 3D.
Una impresora de SLA tiene un funcionamiento también capa a
capa pero a diferencia del método anterior en esta ocasión se parte de una base
que se va sumergiendo (o saliendo) capa a capa en un baño de resina fotocurable.
El láser de luz ultravioleta activa la curación de la resina líquida,
solidificándola. En ese momento la base se desplaza hacia abajo para que el láser
vuelva a ejercer su acción.
Con este método se consiguen figuras con gran detalle aunque,
al igual que el método posterior, desperdicia cierta cantidad de material según
qué piezas si se necesitan fabricar soportes que se eliminan a posteriori.
Y para finalizar os presentamos la tecnología SLS o
Sinterización Selectiva Láser. Esta tecnología nació en la Universidad de Texas
en los años 80 también y pese a tener ciertas similitudes con la tecnología SLA
en concepto, permite utilizar un gran número de materiales.
Zapatos realizados con una impresora 3D
Vídeo sobre La Impresión 3D ,una Tecnología que causa Polémica:
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