La fabricación 3D es un proceso cuyo principio básico es la idea de convertir un modelo digital en un objeto tridimensional sólido. Con los años, varias tecnologías de impresión 3D se han desarrollado en la industria con la característica común de crear un modelo físico capa por capa. En esta sección mostraremos diferentes tecnologías de impresión 3D y su funcionalidad.
¿Qué tecnologías existen?
Es evidente que el sistema de impresión 3D ha supuesto una revolución en las industrias manufactureras. Tú mismo, desde tu casa, puedes fabricar instrumental quirúrgico, piezas mecánicas para coches o incluso turbinas de avión. Un ejemplo muy claro ha sucedido este 2020: a raíz de la aparición de la pandemia mundial producida por el COVID-19, miles de makers han colaborado desde sus casas para realizar impresiones 3D de pantallas protectoras para personal sanitario y demás personal expuesto.
Desde un punto de vista industrial, la impresión 3D ha conseguido acortar tiempos a la hora de fabricar un producto: anteriormente se requerían semanas o meses para diseñar, prototipar y, posteriormente, fabricar el producto. Ahora este producto puede ser lanzado al mercado en cuestión de días.
A continuación enumeramos las tecnologías 3D que están siendo más significativas:
Extrusión de material: es la tecnología de impresión 3D más extendida gracias a las impresoras 3D de escritorio, aunque posee una gran capacidad productiva en entornos industriales (Nadal, T. (2017). Impresoras 3D por extrusión: FFF [entrada de blog]. Frax 3D. Recuperado de link.).
Esta tecnología utiliza un material en forma de filamento polimérico o metálico que se almacena en bobinas. Se introduce el filamento en un cabezal extrusor que se encuentra a una temperatura por encima de la temperatura de fusión del material y puede desplazarse en los ejes x, y, z, permitiendo la superposición de capas.
La precisión de impresión no es muy elevada, pero es más que suficiente para muchas aplicaciones.
Es la más utilizada a nivel usuario por su bajo coste y su reducido espacio.
Fotopolimerización: es el sistema más antiguo. Consiste en un fotopolímero líquido en una cubeta que se endurece selectivamente, capa a capa, mediante polimerización activada por la luz (HXX (2014). Tecnologías de impresión 3D (I): Fotopolimeración [entrada de blog]. Blog de HXX. Recuperado de link).
Este tipo de impresión 3D se utiliza, principalmente, para la producción de piezas finales con acabados estructurales y estéticos de alto detalle.
Gracias a su bajo coste de producción y a la aparición de modelos basados en open source, y a la alta precisión anteriormente citada, este tipo de impresión ha adquirido notoriedad en sectores como la odontología o joyería. Son sistemas complejos y se necesita un alto nivel de aprendizaje para poder conseguir unos resultados estables.
Fusión de lecho de polvo: consiste en una capa de polvo, del material con el que se desea construir, al que se le aplica una fuente de energía térmica que funde, capa a capa, hasta formar el objeto programado (HXX (2015). Tecnologías de impresión 3D (IV): Fusión de lecho en polvo [entrada de blog].. Blog de HXX. Recuperado de link).
Esta tecnología se está expandiendo rápidamente por su capacidad para producir elementos geométricos muy complejos directamente desde los modelos CAD.
Estas impresoras se suelen utilizar como método de producción de tiradas cortas de piezas para uso final. Las industrias aeroespacial o automovilística utilizan esta tecnología por su capacidad para trabajar con diferentes materiales: desde materiales poliméricos como el nylon a metales como acero, níquel o titanio.
Inyección de material: consiste en la utilización de un cabezal de impresión que se mueve inyectando un fotopolímero. Son capaces de imprimir múltiples materiales en un solo trabajo, pudiendo ser posicionados selectivamente en el modelo. Esta tecnología no requiere de tratamientos de post-procesado, ya que la pieza queda lista cuando la impresión termina (Comprarimpresoras-3d.com (2016). Inyección de material (MJ) / Moldeo a la cera perdida. Recuperado de link).
Entre sus principales aplicaciones está la fabricación de maquetas de alta precisión y prototipos rápidos de ajuste y forma, así como productos con geometrías complejas que no permiten la utilización de soportes convencionales.
Se utiliza en la industria médica, dental y joyería gracias a su función para la impresión de material para la fundición a la cera perdida.
Al combinar diferentes materiales, se puede conseguir una amplia gama de colores, incluyendo degradados, sombras y tonos definidos.
Inyección de aglutinante: es una mezcla entre inyección de material y fusión de lecho de polvo. Es de las tecnologías más versátiles, ya que permite imprimir con variedad de materiales y colores (3D Natives (2019). Guía completa: Binder Jetting o Inyección Aglutinante, ¡te lo contamos todo! [entrada de blog]. 3D natives. Recuperado de link).
Consiste en la pulverización de aglutinantes líquidos o resinosos sobre un lecho de polvo, que luego se solidifican en sección transversal. Cada capa se imprime de manera similar a las impresoras de papel tradicionales, con la diferencia de que el aglutinante se aplica sobre un lecho de polvo.
La mayoría de los materiales que se utilizan en esta tecnología precisan de un proceso de filtrado de las piezas que, según la tecnología utilizada, otorga a las mismas una mayor resistencia.
Se suele utilizar para prototipos rápidos en industrias, utillaje y modelos para aplicaciones científicas y de diseño.
Una vez estudiadas las tecnologías de impresión 3D, podemos concluir que no existe una tecnología 3D perfecta para todos los usos. Cada una posee propiedades que la hacen más o menos adecuada para una tarea concreta, y dependiendo de la precisión, el tratamiento post-impresión, materiales, presupuesto, dureza, etc., tendremos que elegir una tecnología u otra.
Funcionalidad de los productos que se pueden fabricar
1 Impresión 3D en el mundo de la odontología:
Daremos a conocer estos productos realizados con las impresiones 3d, explicando los materiales necesarios para su realización.
En este apartado introduciremos al lector en el amplio mundo de la impresión 3D en la odontología, explicando sus ventajas a la hora de realizar estos trabajos y el gran avance que ello conlleva.
Los avances tecnológicos están marcando el mundo en los últimos tiempos. Uno de los campos que más y más rápido están evolucionando es la Impresión 3D.
Los profesionales del sector dental ya pueden beneficiarse de las ventajas que supone tener una impresora 3D en su laboratorio o clínica y de toda esta tecnología ya que los materiales suelen contener las Certificación CE y son biocompatibles.
Se gana en precisión y fiabilidad en sus prótesis dentales y, en definitiva, una mejora sustancial en todo el flujo de trabajo. Básicamente, se necesita un sistema de escáner 3D, un software CAD y una impresora 3D de estereolitografía.
También se ha de tener en cuenta que para la utilización de estos materiales siempre han de pasar controles de citotoxicidad, sensibilidad, genotoxicidad interna, irritación externa etc para garantizar unos resultados óptimos, de calidad y seguridad al cliente.
Además, resultaba evidente que este sería uno de los primeros sectores en acoger una tecnología capaz de crear de forma rápida y precisa coronas, puentes, modelos cerámicos y toda una gama de aplicaciones para el sector.
La impresión 3D nos permite crear lo siguiente:
Férula de descarga
Férula para cirugía guiada
Esqueléticos estructuras fijas y barras para fundición.
Puentes y coronas provisionales.
Bases
Alineadores
Modelos dentales del paciente
2 Cerámica: Es uno de los tipos de impresiones en 3D que se pueden realizar y al no ser uno de las más conocidas procederemos a dar información sobre estas creaciones.
A Continuación clasificaré las diferentes técnicas utilizadas para la impresión 3D:
¿Cuáles son las predicciones para la impresión 3D de cerámica?
El segundo informe de la firma de investigación sobre impresión cerámica 3D nos da una visión general del mercado profesional e industrial. Desde la impresión 3D por extrusión, la inyección aglutinante o la fotopolimerización; así como materiales – desde la arcilla tradicional hasta soluciones más técnicas; Las aplicaciones desarrolladas, o los actores presentes en el mundo. Se basa en datos de fabricantes líderes como Lithoz, 3D Ceram, Admatec, Prodways, Tethon 3D, 3D Systems, voxeljet y más. Actores que han entendido lo que podría aportar la fabricación aditiva a niveles de complejidad geométrica, una ventaja clave para las piezas cerámicas.
Actualmente se utiliza principalmente en los sectores:
Aeroespacial
Automotriz
Marítimo,
Energético
Electrónica
Medicina
Odontología
A continuación comparto link del video de unos de los artistas y diseñador Olivier van Herpt que ha fusionado diferentes campos, como la cerámica, con la vibración y la impresión en 3D, en definitiva, un proyecto interesantísimo sobre el sonido hecho ceramica mediante impresión 3.
3 Armas El negocio de las armas es uno de los negocios más lucrativos y, al tener tanto impacto en la economía mundial, nos vemos impulsados en analizar y explicar este tipo de creaciones utilizando las impresiones 3D.
Las armas de fuego impresas en 3D está afectando a los profesionales de la industria desde hace algunos meses. Este debate ha sido revivido recientemente ya que una nueva red descentralizada de defensores de estas armas 3D que intentan popularizar su uso. Parece que esta vez esta red no tiene ni un líder ni una oficina central, lo que hace imposible que el gobierno la identifique. El nombre de su portavoz es Ivan the Troll, muy conocido en ese mundillo, que dijo en una entrevista que hay miles de personas apoyando este movimiento.
En los Estados Unidos, la legalización de armas impresas en 3D llevó a una controversia sin precedentes en todo el mundo, después de la batalla legal iniciada en 2013. Y por una buena razón, esta ley permitió la descarga de archivos 3D de diferentes armas, permitiendo que cualquiera las imprima directamente en casa. Una decisión fuertemente criticada que incluso desencadenó la prohibición de dicha posibilidad en algunos estados del país y en la red social Facebook.
Actualmente una ola subterránea de impresoras de armas en 3D está en pleno desarrollo. Ivan the Troll que al menos 100 personas están utilizando la tecnología de forma activa para ese fin, con miles de personas que contribuyen a ello en todo el mundo. Esta red se comunica a través de las herramientas de mensajería Signal, Twitter, IRC y Discord, intercambiando archivos de armas de fuego, así como consejos y prácticas para diferentes proyectos. La mayoría son seguidores de las armas impresas en 3D y comparten las mismas ideas políticas sobre su control.
Estos grupos apasionados por las armas de fuego harían cualquier cosa para perfeccionar y compartir los archivos 3D correspondientes, promoviendo así un mayor uso de estas armas en la sociedad. Esperamos que el gobierno de los EE. UU. pueda encontrar una solución para frenar este movimiento e impedir el intercambio de estos archivos rápidamente, incluso si parece que ya es demasiado tarde.