No es ciencia ficción. Estamos empezando a imprimir comida.Aludíamos ya a este gran avance de la tecnología de impresión 3D en nuestro artículo anterior: “Tecnologías de impresión 3D”. De hecho, cada vez surgen más restaurantes dedicados a la gastronomía impresa: desde restaurantes monotemáticos especializados en chocolate impreso, a alimentación celíaca, pastelerías, etc.
El nutricionista Alex Vidal, profesor de los Estudios de Ciencias de la Salud de la Universitat Oberta de Catalunya, incluso augura que en un futuro próximo las impresoras 3D se convertirán en “un electrodoméstico más con fines gastronómicos”.
Nos imaginamos que la pregunta que debes estar haciéndote es esta:
¿Qué tipos de materiales se utilizan en la gastronomía de impresión?¿Cómo pueden ser comestibles?¿Tienen buen sabor?¿La misma textura que el propio alimento?
Para resolver dudas tan justificadas como estas, vamos a hablarte hoy de los materiales más usados en la industria de la impresión 3D.
¡Incluidos aquellos que posiblemente acaben en tu plato!
Materiales para la Impresión 3D-FDM: plásticos
Distintas tecnologías de impresión 3D exigen distintos tipos de materiales.En el caso de la deposición fundida, el material preferido suele ser el plástico que, se deposita en formato de filamentos en una bobina colocada en la impresora 3D. Plásticos, como sabes, hay de muchísimos tipos:
ABS
(Acrilonitrilo butadieno estireno, de sus siglas en inglés Acrylonitrile butadiene styrene).A pesar de ser uno de los plásticos de más difícil fabricación (de ahí que se le conozca como el “plástico de los ingenieros”), el ABS es uno de los materiales más utilizados en las impresoras 3D del mercado actual.Suelen ser plásticos rígidos, duros y tenaces, de gran estabilidad y resistencia a impactos, vibraciones, incluso a temperaturas bajas.Por ese motivo, entre otros, es el material que se utilizan en la fabricación de ciertos juguetes como ¡las famosas piezas Lego!Además de su alta resistencia, el ABS es reutilizable y puede ser soldado con procesos químicos.
¿Para qué tipo de técnicas de impresión se recomienda el ABS?Para el modelado por deposición fundida y, en su forma líquida, para los procesos de estereolitografía y PolyJet.
¿Qué inconvenientes tiene el ABS para la impresión 3D? ¡Nada que no pueda ser resuelto con un poco de ingenio!
El ABS no es biodegradable y se contrae al entrar en contacto con el aire.Por eso, y para evitar el despliegue de las piezas, se calienta la plataforma de impresión. Se recomienda la utilización de impresoras 3D de estructura cerrada para contener las partículas que el material ABS desprenden durante la impresión.
PLA
(Poliácido Láctico). Aquí tienes la antítesis del ABS.Con el poliácido láctico se puede imprimir fácilmente.Es un material biodegradable fabricado con materias primas renovables como el almidón de maíz.No requiere plataformas calefactadas, puesto que solo presenta un leve encogimiento tras la impresión 3D.
¿Y si es el plástico ideal para la impresión 3D por qué se utiliza menos que la versión ABS? Porque el poliácido láctico se enfría y solidifica rápidamente.
Esto hace que sea mucho más difícil de manipular. A pesar de ello, el PLA es el material más comúnmente utilizado en las impresoras de deposición fundida.
PC o Policarbonato
Un material de alta resistencia y muy flexible, el PC suele emplearse en aplicaciones de ingeniería, automoción, iluminación exterior, dispositivos médicos, e ¡incluso para la fabricación de los antiguos CDs y DVDs!A nivel de impresión 3D, el PC soporta bien las altas temperaturas hasta 150°C.De hecho, se recomiendan temperaturas de impresión muy altas para evitar la posible separación de capas.
De todas maneras, los filamentos de policarbonato actuales contienen aditivos que permiten la impresión a temperaturas más bajas.El PC es propenso a absorber la humedad del aire, característica que puede impactar en su rendimiento y resistencia de impresión. Para evitar cualquier problema, se mantiene en recipientes herméticos.
PET
(Tereftalato de polietileno). Un material comúnmente utilizado para objetos que entran en contacto con alimentos y bebidas, el tereftalato de polietileno o PET (de sus siglas en inglés Polyethylene terephthalate), es un material de gran transparencia y dureza. Totalmente reciclable y respetuoso con el medio ambiente, el plástico PET es un material muy resistente al desgaste, a la rotura y al fuego. ¡Y lo que es aún mejor: no emite sustancias tóxicas que contaminen en los vertederos!
En sus aplicaciones en la tecnología de impresión 3D, es un filamento semirrígido, de buena resistencia, que no libera ningún tipo de olor durante la impresión y es 100% reciclable. Se obtienen muy buenos resultados sin necesidad de alcanzar temperaturas de entre 75-90ºC.
Ultem
El Ultem es un termoplástico ignífugo de color dorado de gran resistencia a temperaturas extremas. Su uso, cada vez más extendido en la tecnología de la impresión 3D, está incluso autorizado en el sector aeronáutico, habiéndolo convertido en el material de referencia para imprimir piezas de plástico en 3D con alto rendimiento para aeronaves civiles. El Ultem es un filamento de gran resistencia mecánica y muy flexible.
Materiales para la Impresión 3D-FDM
La fibra de carbono
La fibra de carbono es un nuevo material compuesto principalmente de átomos de carbono unidos entre sí en cristales alineados.
Su estructura cristalina microscópica es cinco veces más fuerte que el acero y más ligero que el aluminio. Es, además, resistente al calor, a la corrosión y a la humedad, y gracias a su baja expansión térmica, la fibra de carbono puede adoptar formas muy distintas.
La popularidad de la fibra de carbono en el ámbito de la impresión 3D crece considerablemente, especialmente gracias a sus incomparables niveles de resistencia y la ligereza de los objetos impresos con fibra de carbono.Uno de los pocos impedimentos de este nuevo material es que las fibras de carbono pueden provocar la obstrucción de las boquillas de impresión.Pero esto se resuelve con la ayuda del hardware de impresión adecuado.
Los filamentos flexibles
De características muy similares al PLA, pero manufacturados con TPE (Elastómeros termoplásticos) o TPU (Poliuretano termoplástico), los filamentos flexibles permiten la creación de objetos deformables, resistentes al impacto. Se trata de filamentos muy suaves con menor resistencia a la fricción que otros materiales.
Los objetos impresos con filamentos flexibles encuentran aplicaciones en la industria de la moda, en envases de bebidas gaseosas, junturas, plantillas de calzado, y todo aquello que precise doblarse sin romperse.Se recomienda prestar atención al tipo de extrusor utilizado en la impresión 3D para evitar posibles atascos en la máquina.
Materiales Híbridos
Los avances en la tecnología de la impresión 3D nos permiten combinar materiales “tradicionales” de mayor resistencia, con nuevas propuestas de textura más orgánica.
En la mayoría de los casos, se mezcla una base como PLA con polvos del material híbrido seleccionado: por ejemplo, encontramos ahora en el mercado filamentos a base de madera que contienen polvos de bambú, corcho, etc. cuya presencia produce piezas finales de mayor textura, más orgánicos, y más respetuosos con el medio ambiente.También existen materiales híbridos rocosos, como el cemento, los ladrillos o la arena.
Materiales para la Impresión 3D-SLA
Plásticos
Como comentábamos ya en “Tecnologías de impresión 3D”, existen diversas tecnologías de la impresión 3D que utilizan resinas líquidas fotosensibles para la fabricación.
En el caso de la Estereolitografía (SLA), por ejemplo, se sumerge la bandeja de la impresora una profundidad igual al espesor de las capas y un láser delinea la primera capa del modelo digital.Cuando esta se solidifica, la bandeja desciende otro nivel y repite la misma operación una y otra vez hasta completar todas las capas necesarias.
El tipo de resina líquida fotosensible que se utiliza es lo que determina que el acabodo final sea o bien mate o bien brillante.
Las resinas que se utilizan en la impresión 3D, ya sea SLA, DLP o Polyjet, provienen de los plásticos enumerados en la sección anterior, pero en este caso, en estado líquido.Este tipo de resinas presenta una gama de colores limitada normalmente a blancos, negros y transparentes, y exige un proceso de postimpresión que mejora el resultado final limpiando los modelos en alcohol isopropílico.
Materiales para la Impresión 3D-SLS
Con la tecnología del sinterizado selectivo por láser (SLS) se obtienen las piezas finales a partir de polvo del material que se quiera utilizar.El proceso de impresión 3D SLS consiste en extender sobre el área de construcción una capa de polvo y fundir la forma del modelo mediante un láser.La plataforma desciende un nivel y, se extiende otra capa de polvo.El proceso se repite hasta completar todas las capas de la pieza en todas sus capas.Los siguientes son algunos de los materiales que se utilizan en este tipo de impresión 3D.
Poliamidas
Los objetos fabricados con poliamidas se fabrican a partir de un polvo fino, granuloso y blanco cuya biocompatibilidad las hace el material perfecto para objetos empleados en el ámbito de la alimentación (excepto aquellos que contengan alcohol).
Las estructuras semicristalinas de las poliamidas crean el equilibrio perfecto entre química y mecánica, que les otorga una gran estabilidad, flexibilidad, rigidez, y
resistencia a choques e impactos. Esto significa que la impresión 3D-SLS con poliamidas es la tecnología ideal para multitud de aplicaciones distintas en ámbitos tan variados como la automoción, la ingeniería aeroespacial, la medicina, y la robótica.
Alumide®
De aspecto similar al metal, aunque algo rugosa y áspera, el plástico Alumide® es una mezcla de polvo de aluminio gris y poliamida, muy fino. El Alumide® es un material sólido con una alta resistencia a la temperatura (172°C máx.) y a los impactos. Opaco, resistente al agua, y dotado de cierta flexibilidad, el Alumide® suele requerir algunos tratamientos postimpresión, como el lijado, el rectificado, el revestimiento o el fresado.
La impresión 3D-SLS con Alumide® se suele emplear en el ámbito de la joyería, productos de consumo, hardware, modelos arquitectónicos, electrónica doméstica, esculturas, artículos promocionales y mucho más.
PP o Polipropileno
Un termoplástico de alta resistencia a la abrasión y el impacto, el PP ha encontrado usos muy variados en la tecnología de la impresión 3D para sectores tan diversos como la automoción, los textiles profesionales desechables, e incluso en la fabricación de un sinfín de objetos cotidianos.Este material cada vez más utilizado en la impresión 3D tiene una desventaja: tiende a expandir.Se han invertido cantidades significantes para mejorar su composición, habiéndose desarrollado derivados con propiedades físicas y mecánicas superiores: los conocidos simili-propilenos.
Materiales para la Impresión 3D: Metales
Los materiales más utilizados en este tipo de impresión 3D son el Acero, el Inox, El Aluminio, y el Titanio.Es un proceso altamente resistente, con la capacidad de obtener geometrías complejas que se emplea en diversas industrias tanto para prototipos, como para piezas finales.
¿Y la alimentación?¿Con qué tipo de materiales imprimimos alimentos comestibles?¡La imaginación está empezando a ser el límite!
Se están haciendo obras gastronómicas de arte empleando chocolate…Pasta italiana de formas muy peculiares…Esculturas de azúcar…Natural Machines, una empresa con sede en Barcelona, incluso ha desarrollado una de las primeras impresoras 3D de comida saludable. La llama Foodini 3D y cuenta con diferentes tipos de boquillas que permiten imprimir distintos materiales comestibles.
¡Y espera!¡La impresión 3D acaba de empezar!Se prevé que para el año 2021 el mercado de materiales 3D llegue a $ 1.4 mil millones de dólares.
¿Y tú? ¿Estás pensando en introducir la tecnología de impresión 3D en tu empresa? ¡Ponte en contacto! Estaremos encantados de guiarte en este fascinante camino que te va a ahorrar muchísimo tiempo y dinero a largo plazo.