¿Qué es la impresión en 3D? – Explicado

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  4. ¿Qué es la impresión en 3D?

Por Kacey Kroh, Abshier House, Abshier House

La impresión tridimensional es un proceso aditivo en el que un dispositivo mecánico puede crear un objeto 3D a partir de información digital, como fotos o capas de imágenes.

La sofisticación del software de impresión y de la impresora determinará el número de capas que el artículo requerirá para ser impreso. Algunas impresoras pueden imprimir miles de microcapas creando detalles increíbles.

Crédito: ©iStockphoto.com/hopsalkaLa

fabricación

tridimensional

se realiza normalmente en un proceso de sustracción, especialmente cuando el artículo necesita estar hecho de una sola pieza sólida. Por ejemplo, un bate de béisbol de madera está hecho de un solo trozo de madera, a menudo ceniza o arce. La madera se coloca en un torno (herramienta de fabricación) y esencialmente se raspa y se lija hasta obtener el tamaño y la forma exactos que se necesitan. Este proceso a menudo deja una tonelada de material de desecho.

Después de la introducción de la fundición de moldes, los materiales como metal, yeso, plástico y partículas de madera se licuaron y se vertieron para que encajaran dentro de una forma específica, llamada molde, y luego se volvieron a solidificar. Este proceso no es 100% preciso debido a las burbujas de aire y a la expansión/contracción del material, por lo que la mayoría de los materiales fundidos necesitan ser trabajados con diferentes herramientas para moler y suavizar las imperfecciones – ahorrando materiales pero aumentando el tiempo para crear un producto terminado.

Incluso en un proceso más moderno llamado fundición a presión, se sigue utilizando un molde tradicional, pero se aplica presión para minimizar las imperfecciones. Sin embargo, todavía es necesario realizar un trabajo de detalle en las piezas para eliminar las imperfecciones de la superficie que a menudo quedan en el área donde las costuras del molde fundido a presión encajan, así como en el área donde el material es bombeado hacia el molde.

Aquí es donde la tecnología de impresión 3D viene al rescate. La impresión tridimensional se realiza en una serie de capas. Dado que los productos se pueden crear por capas, se puede realizar una fabricación más precisa. Las impresoras 3D tienen gastos generales más baratos, menos materiales necesarios y un menor tiempo de producción (dependiendo de la velocidad de la impresora, por supuesto).

Hay algunos tipos diferentes de opciones de impresión tridimensional disponibles, y estos procesos de impresión 3D incluyen:

  • Bio-impresión
  • Encuadernación/sinterización
  • Extrusión
  • Laminación
  • Foto-polimerización

Bio-impresión

La bioimpresión implica un proceso en el cual la piel, el hueso, el cartílago y el tejido de los órganos se crean añadiendo células vivas a un medio de crecimiento (generalmente células madre) mientras que también se utiliza una base de polímeros orgánicos para mantener las células unidas.

Si bien no es realmente capaz de hacer reconstrucción de extremidades en 3D como en las películas, la investigación y el desarrollo están en marcha con la creación exitosa de varios tipos diferentes de tejidos, incluyendo válvulas cardíacas de reemplazo y dispositivos dentales.

Impresión 3D de encuadernación/sinterización

La encuadernación o sinterización es un proceso en el que la impresión se realiza con granos finos de material. A menudo calentados por láser, los gránulos se funden en una serie de movimientos realizados por la impresora. El calor del láser/cabezal de impresión se puede concentrar y mover en cualquier dirección; por lo tanto, la impresión se puede realizar en menos capas, lo que hace que la impresora sea más eficiente en el tiempo.

El material utilizado es una mezcla de polímeros plásticos como en otras impresoras 3D, sin embargo, dado que la impresión se realiza en un área cerrada llena de material, los gránulos no utilizados actúan como soporte para las áreas impresas calentadas por láser dentro de la impresora. Los gránulos no utilizados pueden ser retirados y reutilizados en el siguiente trabajo de impresión.

Proceso de extrusión de la impresión en 3D

La impresión en 3D mediante procesos de extrusión implica un material de impresión que comienza como un sólido, se puede calentar y moldear en caliente y, una vez enfriado, vuelve a convertirse en un sólido resistente. Por lo general, el material se moldea en rollos largos y se introduce en la impresora, donde el cabezal de impresión se calienta y empuja el material a través de la superficie de impresión.

Durante la impresión, el cabezal de impresión del dispositivo extrudirá el objeto 3D en capas finas hasta que se complete el elemento deseado.

El proceso de extrusión también se puede utilizar en el mundo de la cocina, donde los alimentos moldeables se pueden calentar y extrudir desde la impresora creando esculturas de alimentos. El chocolate es un gran ejemplo de un alimento imprimible.

En la extrusión, compare el cabezal de impresión de la impresora con una pistola de cola caliente en la que el material calentado utilizado en lugar de la cola es un polímero de plástico o incluso un alimento.

Estas impresoras a menudo utilizan polímeros de base plástica que suelen mezclarse con otros estabilizadores. Por ejemplo, el CES 2015 (Consumer Electronics Show) anunció recientemente nuevos polímeros de impresión como los plásticos mezclados con madera, piedra caliza, hierro o bronce.

Laminación Impresión 3D

La impresión en 3D de la laminación no utiliza polímeros. En su lugar, el proceso utiliza un láser troquelado y adhesivo para cortar y pegar secciones transversales de material, creando artículos en 3D a partir de cualquier material plano y fácil de cortar que se le ocurra.

Ejemplos de materiales capaces de imprimir en laminación son los siguientes:

  • Tejidos
  • Papeles
  • Plásticos
  • Chapas finas
  • Chapas finas de madera

Foto-polimerización

También conocida como estereolitografía, la impresión de foto-polimerización implica un proceso basado en la luz en el cual un líquido sensible a la luz es expuesto a la luz controlada, y un sólido se forma a partir del líquido dentro de la cámara de impresión.

Se toman muchas fotos diferentes en ángulo del artículo original o del artículo generado por computadora. El objeto duplicado que se está imprimiendo tiene estas fotos proyectadas desde los mismos ángulos que el original en el fluido sensible para crear un objeto tridimensional. Después de la solidificación del objeto, el líquido restante puede ser almacenado y utilizado de nuevo para futuras creaciones de estereolitografía.

Lo que la impresión en 3D significa para los consumidores

Aunque existen muchos tipos diferentes de opciones de impresión en 3D, las impresoras más comunes disponibles hoy en día son las impresoras de extrusión o las impresoras de laminación en 3D.

La impresión tridimensional capaz de producir artículos que son utilizables continuará evolucionando y mejorando hasta el punto en que usted podrá crear los artículos que necesita para uso doméstico. Es probable que compre el material polimérico y los planos de impresión y que fabrique y personalice sus propios productos.

Debido a que los consumidores podrán realizar gran parte de su propia fabricación en lugar de comprar productos de las empresas, la impresión en 3D cambiará el mundo tal y como lo conoce.

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