Impresoras 3D

Impresora 3D

Impresora 3D en Acción (Análisis / Review)

Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador. Surgen con la idea de convertir archivos de 1d en prototipos reales o 3D. En la actualidad son utilizados para la matricería o la prefabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial. Resulta más común el de las prótesis médicas, donde son ideales, dada la facilidad para adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente.

Los modelos comerciales son actualmente de dos tipos:

• de compactación, con una masa de polvo que se compacta por estratos.
• de adición, o de inyección de polímeros, en las que el propio material se añade por capas.

Según el método empleado para la compactación del polvo, se pueden clasificar en:

Impresoras 3D de tinta: utilizan una tinta aglomerante para compactar el polvo. El uso de una tinta permite la impresión en diferentes colores.

Impresoras 3D láser: un láser transfiere energía al polvo haciendo que se polimeriza. Después se sumerge en un líquido que hace que las zonas polimerizadas se solidifique.

Una vez impresas todas las capas sólo hay que sacar la pieza. Con ayuda de un aspirador se retira el polvo sobrante, que se utilizará en futuras impresiones.

Los materiales que actualmente pueden utilizarse para ‘imprimir’ son variados y lo cierto es que influyen bastante en el coste de la impresora. Cualquier impresora de bajo coste suele funcionar con termoplásticos como el PLA o ABS. Pero nos encontramos impresoras capaces de trabajar con metal, fotopolímeros o resina líquida, aunque resultan prohibitivas para entornos no industriales.

¿Y qué usos puede tener una impresora 3D y en qué campos?.

Impresoras 3D: Funcionamiento, usos y precios

La lista es larga y es difícil describirlos todos: desde piezas de instrumental médico o incluso implantes, pasando por sus aplicaciones en la arquitectura, donde puede pensarse en imprimir objetos e incluso estructuras, aplicaciones aeroespaciales, educación, y por supuesto el uso doméstico y semiprofesional que abre múltiples opciones y se presenta como el futuro de la tecnología.

Impresoras 3D de tinta

En el caso de las impresoras de tinta, el polvo composite utilizado puede ser a base de escayola o celulosa (el más común es el de escayola). El resultado es bastante frágil, por lo que conviene someter la pieza a una infiltración a base de cianocrilato o epoxis para darle la dureza necesaria. Las piezas hechas con polvo de celulosa pueden infiltrarse con un elastómero para conseguir piezas flexibles.

La ventaja es que es un método más rápido y económico, aunque las piezas son más frágiles.

Impresoras 3D de láser

En el caso de las impresoras de láser, al acabar el proceso de impresión, debe esperarse un tiempo para que el material acaba de polimerizarse. Después ya se puede manipular la pieza.

La ventaja es que las piezas son más resistentes, aunque el proceso es más lento y más costoso.

Impresoras que inyectan polímeros

Otra tecnología de impresión 3D funciona inyectando resinas en estado líquido y curándose con luz ultravioleta. Se trata de fotopolímeros de base acrílica con diferentes propiedades físico-mecánicas: variedad de flexibilidades, elongación a rotura, resistencia, colores, etc. Se caracteriza por su precisión y acabado de superficie, lo que hace que su aplicación en matricería resulte muy adecuada. Las piezas están totalmente curadas al terminar la impresión y no hay tiempo de espera, aunque hay que retirar soportes de impresión con un chorro de agua a presión. Esta tecnología ha sido la primera en lograr inyectar dos materiales diferentes en una misma impresión, permitiendo la creación de materiales digitales con propiedades "a la carta".

Objetos 3D

Modelo 3D de una iglesia

Cada vez es más frecuente la aparición de marketplaces donde se encuentran objetos 3D para imprimir. La gama de estos productos está incrementando sustancialmente en los últimos tiempos gracias a la incorporación de diseños de objetos cotidianos, así como la alta tasa de penetración de las impresoras 3D en los mercados desarrollados.

Las impresoras 3D se han acercado poco a poco a la vida cotidiana. Estos son algunos de los sorprendentes proyectos que se han concretado gracias a ellas.

Una impresora 3D es una máquina capaz de construir estructuras físicas, muy similar a lo que hace un escultor sobre piedra: pensar en un objeto real y materializarlo sobre la mesa. El resultado es un elemento completamente personalizado hecho de un solo cuerpo, el que puede servir por sí solo o para ser parte de una estructura más grande y compleja.

Se habla de "impresión" ya que el proceso para llegar a eso es similar al que se utiliza hoy en las impresoras en papel, pero en lugar de imprimir tinta sobre una hoja plana se imprime algún material líquido sobre sí mismo, todo para conformar un objeto tangible tal y como se veía en la mente de diseñador y en la pantalla de la computadora.

Las impresoras 3D partieron en el ámbito industrial, y según el modelo, va cambiando la forma exacta en que se inyecta material sobre la mesa, el que puede ser alguna clase de plástico, goma, papel e incluso metal. Éste se calienta para hacerlo voluble y es colocado en forma de delgadas capas, cada una pudiendo ser hasta de hasta 0,1 milímetros de grosor, habiendo algunas impresoras 3D que logran incluso mayor definición.

Recientemente diversas empresas privadas como RepRap o MakerBot han logrado ofrecer impresoras de tamaño pequeño y costo reducido para acercarlas a los talleres de aficionados e incluso a hogares de personas comunes y corrientes. Es por esto que se han logrado objetos cuyos planos son fácilmente compartidos entre personas, democratizando su construcción y aprovechándose de un proceso donde además del costo de la impresora, sólo se gasta en material y por ende, se consiguen productos a muy bajo precio para el usuario.

Aquí, veremos algunas de las creaciones más sorprendentes logradas con impresoras 3D.

Partes del cuerpo humano

Aunque sea difícil de creer, se han logrado imprimir partes del cuerpo humano del tamaño preciso que necesita el paciente, hechas de un material compatible con el tejido orgánico en caso de necesitar el reemplazo de ciertos órganos dañados.

Ejemplo de aquello es el caso de Kaiba Gionfriddo, bebé de seis semanas de edad que nació con un defecto en su tubo bronquial izquierdo que le impedía respirar correctamente, para lo cual se imprimió una tráquea artificial que despejar sus vías respiratorias. Esto le salvó la vida y un año después de la operación, el bebé aún respira sin problemas.

Por otro lado, es más común ver la fabricación de prótesis para discapacitados fáciles de implantar, como piernas plásticas, orejas postizas, cubiertas para la cara en caso de heridas profundas e incluso trozos de huesos que se insertan bajo la piel y tienen un tamaño personalizado según cada necesidad.

Usos básicos: juguetes y figuras

Como es de esperar, lo más simple de imprimir son figuras de una sola pieza de tamaño pequeño y en torno a ello, se ha formado un interesante mercado de juguetes que se adaptan a los deseos de cada niño.

Porque de tener las herramientas y el conocimiento apropiado – o recurriendo a alguien con los elementos --, los padres pueden crear juguetes exactamente del gusto de sus hijos, variando desde pequeñas figuras de un cuerpo simple hasta estructuras más complejas y grandes formadas por varias impresiones de menor tamaño.

Vestimenta hecha a la medida

Quizás la tela sea el elemento más cómodo para vestir, sin embargo, esto no ha detenido la innovación en el campo de la moda utilizando la impresión 3D creándose modelos hechos a la medida de cada persona como vestidos, camisetas y hasta ropa interior, la que resulta ser de un plástico rígido difícil de ocupar.

Pero esto no fue obstáculo para la actriz y bailarina Dita Von Teese, quien utilizó un vestido a cuerpo completo impreso según sus medidas corporales, incluso inspirando el diseño en la sucesión matemática de Fibonacci sólo para hacer las cosas más interesantes y demostrar las posibilidades artísticas de este método.

Carcasas para teléfonos móviles

3D printing with the Lumia 820 - a world first

El sueño de muchos usuarios de teléfonos móviles es la personalización al máximo de sus dispositivos, labor en la que hoy las impresoras 3D pueden llegar a cumplir una interesante función gracias a sus posibilidades.

Como es de imaginar, el diseño personalizado de carcasas o cubiertas traseras es uno de los usos inmediatos que se pueden alcanzar, lo que algunas empresas como Nokia promueven activamente para que los clientes logren formas, colores y figuras a su medida.

Para esto, la compañía finlandesa entregó vía Internet y al dominio público los planos para fabricar la carcasa trasera del equipo Lumia 820, siendo posible modificarla a placer para luego instalarla sin problemas de encaje en el moderno smartphone.

Comida con diseños novedosos

Además de elementos rígidos y permanentes de plástico, también se pueden modelar estructuras temporales como postres y dulces formados con una impresora 3D, lográndose diseños artísticos imposible de hacer a mano.

Así, una compañía de Estados Unidos llamada The Sugar Lab ofrece diversos postres hechos de agua y azúcar endurecida, comenzando un negocio de comida de lujo de gran aspecto y que cautiva con éxito el interés de los consumidores.

Fusiles de guerra y pistolas de mano

Liberator - Dawn of the Wiki Weapons

Viendo el lado menos amable de la tecnología, también se pueden imprimir rifles de asalto por USD$30 o pistolas de mano cuyos planos circulan libremente por Internet, obligando a los legisladores norteamericanos a empujar una reforma para la ley de armas de EE.UU.

Al haberse masificado la presencia de impresoras 3D y bajado su precio considerablemente (un modelo básico puede llegar a costar USD$2.000), se abren las puertas para la fabricación indiscriminada de esta clase de artefactos, situación peligrosa considerando que la distribución de armas tradicionales actualmente es regulada por la ley.

Cámaras de fotos

Por USD$30, un diseñador creó una cámara fotográfica cuyas piezas fueron impresas en 3D. No es la mejor cámara del mundo y requiere de algunas piezas que no se pueden imprimir, pero resulta interesante para quienes quieran experimentar con la fotografía. Con el tiempo, quizás se logren versiones todavía más interesantes.