En el año 2020 y lo que llevamos de 2021, se ha usado mucho la impresión 3D para ayudar a las instituciones de Sanidad a combatir el coronavirus. Debido a la impresión 3D, se han enviado millones de equipos de protección personal y piezas de ventiladores a los hospitales en la primera línea de la lucha contra el COVID 19. Y esto es solo el comienzo de lo que es capaz de hacer la impresión 3D.
Cómo es una máquina de impresión 3D y cómo funciona
La impresión 3D es parte del conjunto de la fabricación aditiva. Una máquina de impresión 3D usa métodos muy semejantes a los de una impresora de inyección de tinta tradicional, pero en 3 dimensiones. Para la impresión se necesita una combinación de software de primera línea, materiales específicos, una fuente de energía y herramientas de precisión para crear un objeto 3D, tridimensional, desde cero.
A continuación, se explican algunos de los principales pasos que realizan las impresoras 3D para dar vida a sus ideas.
Software de modelado 3D
El primer paso de la impresión 3D es el modelado 3D: todos los objetos se fabrican a partir de un modelo 3D. Hay diseños que implican geometrías de fabricación complejas, casi imposibles de obtener con un método de fabricación tradicional. Ahí es donde entra en escena el software CAD.
El modelado permite a los impresores personalizar su producto hasta el más mínimo detalle. La capacidad del software de modelado 3D para permitir diseños de precisión es la razón por la que la impresión 3D está siendo considerada como un verdadero cambio de juego en muchas industrias. Este software de modelado es importante para múltiples industrias, como la odontológica, en la que los laboratorios utilizan software tridimensional para diseñar alineadores dentales que se adaptan con precisión al individuo, o para la industria espacial, donde se utiliza para diseñar algunas de las partes más intrincadas de un cohete.
“Cortar” el modelo
Después de crear el modelo, hay que cortarlo, dividirlo en capas. Esto significa que los ingenieros deben cortar el modelo en capas para que la impresora cree el producto final. El software de corte recoge la información de cada capa de un modelo y le indicará a la impresora cómo moverse para recrear esa capa. También le dice a las impresoras 3D dónde y cómo “rellenar” un modelo. Este relleno le da a un objeto impreso en 3D celosías y estructuras internas que ayudan a dar forma y fortalecer el objeto. Una vez que se corta el modelo y se definen los parámetros de fabricación, se envía a la impresora 3D para el proceso de impresión real.
Cómo se imprime en 3D
La impresora 3D actúa generalmente de manera similar a la de una impresora de inyección de tinta tradicional en el proceso de impresión 3D directa. En el proceso de impresión 3D más comúnmente conocido, el moldeo por deposición fundida o FDM, una boquilla se mueve hacia adelante y hacia atrás mientras dispensa un polímero fundido similar al plástico, capa por capa, esperando a que esa capa se consolide, agregando luego el siguiente nivel. Básicamente, agrega cientos o miles de impresiones 2D, una encima de otra, para crear un objeto tridimensional. En otras tecnologías de impresión 3D, es la fuente de energía la que replica el modelo capa a capa, incidiendo sobre plástico o metal en polvo, o resina en estado líquido, consolidando y solidificando el material allí donde incide.
Las máquinas de impresión 3D tipo FDM suelen contar con 3 ejes, además de un motor, un ventilador y un disipador y la mencionada boquilla de extrusión que es la que proporciona el polímero –plástico- calentado a 200 grados centígrados, agregado capa por capa para crear el modelo diseñado en CAD.
Materiales para impresión 3D
Existe una variedad de materiales diferentes que utiliza una impresora para recrear un objeto de la mejor forma posible. Te mostramos algunos ejemplos:
- Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS): es un material plástico que es fácil de moldear y difícil de romper. El mismo material del que están hechos los LEGO.
- Filamentos de fibra de carbono: la fibra de carbono se utiliza para crear objetos que deben ser fuertes, pero también extremadamente ligeros.
- Filamentos conductores: estos materiales imprimibles se pueden utilizar para imprimir circuitos eléctricos sin la necesidad de cables.
- Filamentos flexibles: los filamentos flexibles producen impresiones que son flexibles pero resistentes. Estos materiales se pueden utilizar para imprimir cualquier cosa, desde relojes de pulsera hasta fundas para teléfonos.
- Filamento de metal: Los filamentos de metal están hechos de metales en polvo disperso en polímero. Pueden ser de acero, latón, bronce y cobre para obtener el verdadero aspecto y tacto de un objeto metálico, aunque la resistencia vendrá dada principalmente por su matriz plástica.
- Filamento de madera: estos filamentos contienen polvo de madera finamente molido mezclado con un material polimérico.
El proceso de impresión 3D tarda desde unos minutos o unas pocas horas para impresiones realmente simples, como una caja o una pelota, hasta semanas para proyectos detallados mucho más grandes, como una casa de tamaño completo.
Impresión 3D según el tamaño, detalle y alcance de un proyecto
También existen diferentes tipos de impresión 3D según el tamaño, el detalle y el alcance de un proyecto.
Cada tipo diferente de impresora variará ligeramente en la forma en que se imprime un objeto. El modelado por deposición fundida (FDM) es probablemente la forma de impresión 3D más utilizada. Es increíblemente útil para fabricar prototipos y modelos con plástico.
La tecnología de estereolitografía (SLA) es un tipo de impresión de prototipos rápidos que se adapta mejor a la impresión con detalles intrincados. La impresora utiliza un láser ultravioleta para crear los objetos en cuestión de horas.
El procesamiento de luz digital (DLP) es una de las formas más antiguas de impresión 3D. DLP utiliza lámparas para producir impresiones a velocidades más altas que la impresión SLA porque las capas se secan en segundos.
Esperamos que hayas entendido cómo funciona una máquina de impresión 3D y los tipos de materiales y tecnologías que pueden utilizarse.
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