Una impresora 3D es una
máquina capaz de realizar réplicas de diseños en 3D, creando piezas o maquetas
volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador, descargado de internet
o recogido a partir de un escáner 3D.
Surgen con la idea de
convertir archivos de 2D en prototipos reales o 3D. Comúnmente se ha utilizado
en la prefabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura
y el diseño industrial.
En el sentido original del
término se refiere a los procesos en los que secuencialmente se acumula
material en una cama o plataforma por diferentes métodos de fabricación, tales
como:
- Polimerización
- Inyección de aporte
- Inyección de aglutinante
- Extrusión de material
- Cama de polvo
- Laminación de metal
- Depósito metálico.
Modelos
- De sinterización láser, donde un suministrador va depositando finas capas de polvo de diferentes metales (acero, aluminio, titanio...) y un láser a continuación funde cada capa con la anterior.
- De estereolitografía, donde una resina fotosensible es curada con haces de luz ultravioleta, solidificándola.
- De compactación, con una masa de polvo que se compacta por estratos.
- De adición, o de inyección de polímeros, en las que el propio material se añade por capas.
Clasificación:
Impresoras
3D de tinta: utilizan una tinta aglomerante para
compactar el polvo. El uso de una tinta permite la impresión en diferentes
colores.
El polvo compositivo
utilizado puede ser a base de escayola o celulosa (el más común es el de
escayola). El resultado es bastante frágil, por lo que conviene someter la
pieza a una infiltración a base de cianocrilato o epoxi para darle la dureza
necesaria. La ventaja es que es un método más rápido y económico, aunque las
piezas son más frágiles.
Impresoras
3D láser: Es un láser que transfiere energía al polvo haciendo que
se polimerice. Después se sumerge en un líquido que hace que las zonas
polimerizadas se solidifiquen.
Estos materiales admiten el
pulido posterior de la pieza, al contrario que las impresoras 3D de tinta. La
ventaja es que las piezas son más resistentes, aunque el proceso es más lento y
más costoso.
La
tecnología FDM o FFF es la más extendida. Funden filamentos
plásticos (ABS, PLA, TPUV,...) y son utilizadas habitualmente para prototipado
rápido. Cuentan con un enorme potencial y son las que mayor presencia tienen en
el mercado.
Usos actuales
En
medicina
En Estados Unidos, la FDA
aprobó en agosto de 2015 el primer medicamento que puede ser producido por
impresión 3D. El medicamento se llama Spritam y se utiliza para el
tratamiento de la epilepsia.
Existen impresoras que son
capaces de crear guías quirúrgicas y modelos dentales. Las guías
quirúrgicas se usan para que el dentista sepa exactamente dónde debe colocar un
implante.
Pero lo que es más
sorprendente es que ya se han realizado implantes de prótesis más allá
de la odontología. Es el caso de un estudiante de secundaria de Colorado, que
ha creado una prótesis robótica con una impresión 3D. Este brazo robótico tiene
un coste de 500 dólares, unas 160 veces inferior a los que se construyen por
los métodos tradicionales. El brazo es controlado por ondas cerebrales y tiene
un diseño robusto y avanzado.
Trasplantes
Mucha gente sufre accidentes
que le provocan heridas tan graves que necesitan una reconstrucción de algunas
partes del cuerpo. Existen dos casos: que necesiten coger piel de una parte del
cuerpo y colocarla en la lesión, cosa muy dolorosa, o que necesiten reconstruir
algún hueso. En ambos casos las impresoras en tres dimensiones pueden
ayudarnos.
- En el primer caso, se ha dado la primera creación de un material con propiedades parecidas a las del tejido humano. Este tipo de material está compuesto por miles de gotas de agua conectadas y encapsuladas dentro de películas de lípidos y pueden llevar a cabo algunas de las funciones de las células, e interactuar con los demás tejidos de nuestro cuerpo.
- En el segundo caso, Gracias a las nuevas tecnologías de modelado en 3D, se pueden realizar una selección de partes a reemplazar y se imprimen en 3D, implantando estas mediante una operación.
Órganos
En las impresoras 3D usadas
para crear órganos se usan células vivas como material para imprimir. A partir
de éstas es posible generar un órgano para implantárselo a una persona. Es uno
de los objetivos más esperados, ya que hay enormes colas de espera para que las
personas que necesitan un órgano.
Otros
La escoliosis es una
enfermedad en la que la columna vertebral sufre una curvatura en forma de S o
de C. Cuando esta curvatura es mayor de un número determinado de grados es
necesario el uso de un corsé. Mediante un escaneo del cuerpo del paciente se
obtienen las medidas exactas y se imprime este corsé, pudiendo tener distintos
estilos y ser personalizable. Además es transpirable, por lo que aumentará
también la comodidad y durabilidad.10
Por último, hacemos
referencia a la inmovilización de un miembro del cuerpo debido a una fractura. Cortex
Exoskeleton es un proyecto que usa una impresora 3D para crear una pieza de
inmovilización con la medida perfecta de cada paciente.
En
automoción
Ford lleva desde finales de
los años 80[1] utilizando esta tecnología en el diseño para disponer de los
componentes físicamente antes de su producción final.
En
el espacio
Tanto la agencia espacial
estadounidense, la NASA, como la europea, la ESA, están trabajando en el uso de
impresoras 3D en el espacio que les permitan crear componentes y herramientas
que se puedan imprimir directamente en el espacio, ahorrando en espacio y peso.
En
la industria
Diseño de casi cualquier
tipo de zapatilla deportiva con diferentes compuestos y colores.
En
la alimentación
Pasando por la fabricación
de pasteles de chocolate (ya que una impresora 3D por fundido no deja de ser
como una manga pastelera que deposita una capa continua de crema) hasta la
impresión de bases de pizzas.
Para más información:
