Las malas lenguas te dirán que el Replicator de Star Trek no es una impresora 3D con todas las de la ley.Sin embargo, para nosotros el Replicator es el precursor de las impresoras y de las tecnologías de impresión 3D que existen hoy en el mercado.De acuerdo, esta sofisticada máquina del siglo veinticuatro lo que hace no es imprimir.El Replicator “materializa” y recicla objetos de todo tipo de manera instantánea.Puede que aún estemos a unos cuantos años de poder “materializar” objetos, pero nos gusta pensar que muy pronto habremos avanzado lo suficiente como para poder reproducir esa maravilla de la tecnología de la impresión.

¿Por qué el enfoque en el Replicator?
Porque además de ser la primera impresora 3D de alimentos que apareció en nuestras pantallas, el Replicator es la inspiración detrás de una de más conocidas impresoras 3D: la MakerBot Replicator. Uno de los distintos tipos de impresoras 3D que existen hoy con aplicaciones para las industrias actuales, y de las que vamos a hablarte hoy en este artículo.

¿Te sucede como a muchas personas que aún desconocen cómo funciona la impresión 3D? En este artículo te lo aclaramos.

¿Qué es la impresión 3D?
La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es un proceso por el cual creamos objetos sólidos tridimensionales a partir de un archivo digital 3D obtenido a partir de cualquier software de CAD (Solid Works, Solid Edge, AutoCAD, Catia, Maya, etc.).
La creación de un objeto impreso en 3D se realiza mediante procesos aditivos.

¿Qué significa esto?
Un proceso aditivo es el que crea un objeto colocando capas sucesivas de material hasta completar el objeto final.
Cada una de estas capas se ve como una sección transversal horizontal del objeto final.
La impresión 3D nos permite producir formas complejas y funcionales usando mucho menos material que los métodos de fabricación tradicionales, reduciendo costes y tiempos invertidos.

 

¿Qué tipos de tecnologías 3D existen para la industria?

Distintos tipos de impresoras 3D están empezando a desplegarse en todo el mundo para producir prototipos únicos y artículos personalizados.
Incluso aquellos sectores que inicialmente no habían sabido aprovechar su potencial están empezando a descubrir las muchas ventajas de este tipo de tecnología.
Las características de las diferentes tecnologías de impresión están cada vez más vinculadas a la aplicación industrial con la que se trabaja y al uso que vaya a darse al objeto impreso.
Veamos algunos casos.

 

Polyjet

La impresión 3D PolyJet fue patentada en 1999 por la sociedad Objet Ltd (que se fusionaría en 2012 con Stratasys).Este tipo de impresión 3D aúna la tecnología Inkjet y el uso de foto-polímeros. La cabeza de impresión posee varias boquillas que proyectan micro-gotas de materiales y colores diferentes sobre una plataforma.Estos se solidifican al entrar en contacto con la luz ultravioleta.

Este proceso se repite capa por capa hasta obtener una pieza final de acabado superior y sin efectos de escalera como en el caso de los objetos impresos por FDM (tecnología de modelado por deposición fundida). Además de la excelente resolución que se consigue con las impresoras 3D Polyjet (hasta 0.016 mm), obtenemos también superficies lisas en una amplia gama de materiales y colores con un costo y un tiempo de impresión muy bajos.

La contribución de la impresión 3D en el ámbito de la arquitectura ha sido remarcable, facilitando la presentación de proyectos y maquetas que antes eran muy costosos por su carácter casi artesanal, y su poca posibilidad de modificación. Aparte de sus aplicaciones en arquitectura, la impresión Polyjet se utiliza en medicina, en la fabricación de juguetes, y en diversos tipos de industria.

 

 

Modelado por deposición fundida (FDM)

El sistema de impresión 3D más extendido popularmente en la actualidad es el modelado por deposición fundida (del inglés Fused Deposition Modeling). Considerado el método más sencillo de impresión 3D, el proceso FDM comienza con la utilización de algún software CAD (como SolidWorks, Solid Edge, AutoCAD, Catia o Maya) para producir un archivo 3D normalmente en formato .STL. Este se divide en varias capas utilizando un software denominado “slicer” en el que se seleccionan los distintos parámetros de impresión. Cuando la maquina alcanza una temperatura alrededor de los 200°C (necesaria para la fusión del material), un filamento de plástico (ABS, PLA) o de otros materiales pasan a través de una boquilla que funde el material y lo deposita con precisión sobre una bandeja en sucesivas capas creando el modelo en 3D.
A pesar de considerarse el método más sencillo de impresión 3D, con el modelado por deposición fundida pueden obtenerse geometrías muy complejas en la creación de prototipos y utillajes.

La aplicación de este tipo de impresión 3D para el prototipado rápido es un proceso relativamente barato.La propia empresa Nike, por ejemplo, lo utiliza para crear prototipos de tacos en ejecución. Si bien, antes, este un proceso que les costaba miles de dólares y les demoraba semanas, hoy consiguen un prototipo en una fracción de coste y tiempo.

 

Estereolitografía (SLA)

Utilizado por grandes empresas como Nasa, Boeing y Airbus, este tipo de impresión 3D produce piezas muy complejas y fiables.De hecho, se estima que en 2015, Boeing utilizó más de 20,000 piezas impresas en 3D en sus aviones.¿Qué supone eso para Boeing?¡Supone un ahorro de dos a tres millones por avión!

La impresión 3d por Estereolitografía (o SLA del inglés Stereolithography apparatus) está aportando costes muy importantes para empresas en este sector puesto que ya no necesitan desarrollar un complejo proceso de producción para crear piezas nuevas.

¿En qué consiste la Estereolitografía?
Consiste en una bandeja colocada en un recipiente de resina líquida fotosensible (es decir, que se solidifica bajo el efecto de la luz UV).La bandeja se sumerge una profundidad igual al espesor de las capas y un láser “dibuja” la primera capa del modelo digital.Cuando se solidifica la primera capa, la bandeja desciende un nivel y se repite la operación tantas veces como sea necesario para completar todas las capas.Las piezas obtenidas mediante estereolitografía tienen un acabado suave, ligeramente vítreo, poco flexible y con una gran definición y tolerancias muy ajustadas.

La estereolitografía se utiliza también en otros ámbitos como la industria automotriz, la ingeniería, y la joyería, etc.Los fabricantes de automóviles, en concreto, emplean este tipo de impresora 3D no solo para producir piezas, sino incluso herramientas, accesorios y plantillas.

 

Impresión 3D con tecnología estereolitografía

 

 

Sinterizado selectivo láser (SLS)

El Sinterizado selectivo láser surge en la década de los ochenta en la Universidad de Texas, en Austin, EE.UU. Los doctores Carl Deckard y Joe Beaman desarrollan allí las bases de las tecnologías de fusión de polvo que hoy nos permite imprimir objetos sin necesidad de un aglutinante intermediario o una etapa de ensamble.Gracias al uso del láser, este tipo de impresora 3D es capaz de fabricar materiales muy distintos desde polímeros hasta metales.Las piezas finales se obtienen a partir de polvo del material que se vaya a utilizar ya sea poliamida, polipropileno, metal, etc.

El proceso de impresión 3D SLS consiste en extender sobre el área de construcción una capa de polvo del espesor establecido y mediante un láser fundir la forma del modelo.A continuación, desciende la plataforma un nivel y se vuelve a extender otra capa de polvo.Se continúa sucesivamente hasta completar la pieza en todas sus capas.Posteriormente se limpia y postprocesa si fuese necesario.

¿Para qué se utiliza la impresión SLS?
Para prototipos de montaje, geometría, piezas finales, utillajes, diseño, en la industria automotriz, la aeroespacial, la ingeniería, etc. En todas estas aplicaciones, la impresión 3D SLS tiene muchas ventajas incluyendo buenas propiedades mecánicas de funcionalidad (montajes, clipajes, etc), alta complejidad en geometría, elasticidad, resistencia, y sobre todo, plazos cortos y costes económicos.

 

Impresión 3D con tecnología SLS

 

La empresa Audi está transformando sus procesos radicalmente gracias a la impresión 3D, imprimiendo piezas de repuesto bajo demanda, lo cual le ha generado niveles de stock mucho más bajos, y consecuentemente, unos ahorros muy importantes.El fabricante de automóviles Koenigseg reporta un ahorró de un 40% del costo en la fabricación de sus recambios al utilizar la impresión 3D para fabricar piezas de fibra de carbono en su auto One.¡Incluso se está utilizando este tipo de impresión 3D para restaurar automóviles antiguos y darles vida a las joyas automovilísticas del pasado!

Ahora mismo, a nivel aeroespacial se están realizando avances extremadamente innovadores gracias a la capacidad que tiene la impresión 3D para producir objetos con un exterior ultra duradero. La propia NASA, está perfeccionando el blindaje de los transbordadores usando impresoras 3D.Las posibilidades en este campo son literalmente infinitas.

Además de las aplicaciones mencionadas en este artículo, la impresión 3D está beneficiando muchos otros sectores.Por muy sorprendente que nos puede parecer, la tecnología 3D está llegando también a la construcción.

Efectivamente, se están imprimiendo edificios en tiempos que antes hubiesen parecido inverosímiles.¡Empresas como Apis Cor imprimen una casa en 24 horas!En China, WinSun utilizan materiales reciclables para imprimir piezas por separado y ensamblarlas posteriormente.El precio de la vivienda final es de $4,800 dólares.

Sí, el futuro ha llegado.El Replicator de Star Trek está aquí.Incluso estamos empezando a imprimir alimentos.

¿Te imaginas las posibilidades? Nosotros sí, ¡y nos fascinan! ¿Tienes alguna duda?¿Quieres averiguar cómo incorporar la tecnología 3D a tus procesos de fabricación?
Ponte en contacto y estaremos encantados de orientarte.