¿Qué es la impresión 3D?
La impresión 3D es el proceso de creación de objetos mediante el depósito de capas de material unas sobre otras. La impresión 3D se denomina fabricación aditiva (AM) en lugar de los métodos sustractivos tradicionales, como el fresado CNC, cuando se utiliza para la producción industrial.
Esta tecnología existe desde hace unas cuatro décadas, inventada a principios de los años 80. Aunque la impresión 3D empezó siendo una técnica lenta y costosa, los amplios avances tecnológicos han hecho que las tecnologías AM actuales sean más asequibles y rápidas que nunca.
¿Cómo funciona la impresión 3D?
Un modelo digital en 3D se corta en cientos de capas finas mediante un software específico para exportarlo en formato de código G. Este formato de impresión 3D es un lenguaje que la impresora 3D lee para saber con precisión cuándo y dónde depositar el material.
Cada capa corresponde a la forma 2D exacta de una sección o rebanada del objeto. Por ejemplo, si se imprimiera en 3D una pirámide, la primera capa (la inferior) sería un cuadrado plano, y la última capa (en la parte superior) sería un pequeño punto.
Las capas se imprimen consecutivamente en 3D de una en una hasta obtener el objeto completamente impreso.
Tecnologías comunes de impresión 3D
Existen diferentes formas de imprimir objetos en 3D. Las principales tecnologías de impresión 3D disponibles en la actualidad son:
- FFF (fabricación de filamento fundido) o FDM (modelado por deposición fundida), que utilizan bobinas de filamento
- SLA (estereolitografía), una tecnología que solidifica la resina fotosensible
- PBF (fusión de lecho de polvo), una serie de métodos basados en el polvo que fusionan partículas con potentes láseres
- El chorro de material o aglutinante, en el que se depositan diminutas gotas de material sobre un lecho de polvo
Cada una de estas tecnologías de impresión 3D tiene sus propios puntos fuertes y débiles y puede adaptarse a diferentes casos de uso e industrias.
¿Por qué utilizar la impresión 3D?
La impresión 3D ofrece un número considerable de ventajas, la más importante de las cuales es la capacidad de producir diseños muy complejos que serían imposibles de realizar de otro modo.
Otra ventaja significativa de la impresión 3D es la velocidad. Aunque la impresión 3D de un objeto puede llevar horas o incluso días enteros, sigue siendo mucho más rápida que los métodos de producción habituales, como el moldeo por inyección.
La creación de prototipos -que es uno de los usos profesionales más populares de la impresión 3D- puede realizarse en la empresa con poco o ningún tiempo de espera, y las iteraciones del diseño pueden implementarse e imprimirse en el momento.
Esta tecnología también ofrece muchas posibilidades de materiales de impresión en 3D.
¿Qué se puede imprimir en 3D?
Es posible imprimir en 3D con casi cualquier material. Los materiales de impresión 3D más comunes son los de base plástica, que van desde el PLA estándar hasta polímeros avanzados y muy resistentes como el PEEK o el PEI, y mucho más. Incluso es posible reforzar los termoplásticos con fibra de carbono o de vidrio.
También están ganando popularidad algunos materiales de impresión 3D de nicho. Los científicos y biólogos están experimentando con la bioimpresión 3D, los chefs pueden probar la impresión 3D de alimentos y los contratistas están estudiando cada vez más la impresión 3D de hormigón.
¿Para qué se puede utilizar la impresión 3D?
En lo que respecta al consumidor, la impresión 3D puede ayudar a crear baratijas y decoraciones personalizadas, objetos prácticos para el hogar, figuritas y mucho más. Sin embargo, esta tecnología presenta las mayores ventajas para los casos de uso profesional, en los que se centrará este artículo.
Gracias al gran número de tecnologías de fabricación aditiva (AM) disponibles y a la diversidad de materiales de impresión 3D compatibles, existe una gama casi infinita de aplicaciones con la impresión 3D.
Prototipado rápido
La creación de prototipos es el uso más común de la impresión 3D en el mundo profesional. Llamado también prototipado rápido, se diseña rápidamente un modelo y se imprime en 3D poco después.
El mundo ha sido testigo recientemente de una de las demostraciones más impresionantes durante la pandemia mundial de coronavirus. Se diseñaron respiradores, bastoncillos y protectores faciales en cuestión de días y se produjeron en masa por miles en unas pocas semanas.
Los modelos 3D evolucionaron continuamente en función de los comentarios graduales de médicos e investigadores. Esta respuesta inmediata fue muy eficaz en la lucha contra el virus e ilustra perfectamente el potencial, la adaptabilidad y la rapidez (tiempo de comercialización) que ofrece la fabricación aditiva.
En un tono más ligero, estas ventajas podrían aplicarse a situaciones normales y más afortunadas en diversos sectores, como el aeroespacial, el de la automoción, el de la educación, el del petróleo y el gas, el médico, y la lista continúa.
Piezas de uso final
Con un poco de proceso posterior, las piezas impresas en 3D de grado industrial de hoy en día son de tan buena calidad, que los industriales pueden utilizarlas directamente.
Algunas marcas de automóviles, por ejemplo, utilizan la fabricación aditiva para producir ciertas partes del interior del coche o componentes del motor. Lo mismo ocurre en el sector aeroespacial, donde la optimización del peso es de suma importancia. De hecho, las tecnologías de impresión 3D pueden aumentar la fuerza y la resistencia de las piezas, al tiempo que emplean materiales más ligeros.
No obstante, hay obstáculos que superar para que la impresión 3D sea viable para los artículos de uso final. Las piezas deben estar certificadas, especialmente en el caso de industrias muy reguladas como la aeroespacial. Deben ser idénticas para obtener la certificación AM, lo que requiere impresoras 3D extremadamente precisas y procesos y materiales estandarizados.
Herramientas, plantillas y accesorios
Las herramientas son otro de los principales usos de la impresión 3D. El servicio de impresión 3D puede fabricar herramientas, plantillas y accesorios de forma rápida, en el momento y sin retrasar la cadena de producción debido a la falta de un dispositivo.
Esto también permite a los profesionales adaptar sus herramientas y utensilios al objeto o pieza en la que están trabajando y no al revés.
Los métodos tradicionales, como el moldeo por inyección, pueden tardar varias semanas en ser respaldados por un presupuesto consecuente para obtener una herramienta nueva y personalizada. La impresión 3D no es necesariamente mejor que las técnicas de fabricación convencionales para todos los casos de uso, pero suele ser más rápida y asequible.
Personalización en masa
La producción en masa ofrece la importante ventaja de reducir los costes a escala, pero cada pieza debe ser idéntica.
La fabricación aditiva, sin embargo, está permitiendo a las marcas producir en masa objetos personalizados. Esto se denomina personalización en masa o customización en masa. Los fabricantes pueden beneficiarse de las mismas economías de escala al tiempo que ofrecen el valor añadido de la personalización a sus clientes.
Fuente:
https://www.3ds.com/es/make/guide/process/3d-printing
