Impresoras 3D

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La impresión en 3D, también llamada fabricación aditiva o por adición, es una tecnología que está revolucionando la forma de producir materiales y objetos físicos. Destaca por su amplia utilidad para crear piezas de precisión y dureza, manteniendo los estándares de calidad más exigentes.

Existe una amplia variedad por lo que vamos a enumerar algunas Marcas de las mejores impresoras 3D profesionales y para particulares más vendidas en el mercado.

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Si no deseas hacerte tu propia impresora casera y tu presupuesto es limitado, debes de seleccionar bien tu nueva impresora para que cumpla con tus expectativas. Las Impresoras 3D que te recomendamos son las mejores calidad precio, ya que han demostrado tener un rendimiento satisfactorio a un precio muy económico.

Características de las mejores Impresoras 3D profesionales

Gracias a la rapidez de los avances que se producen en la tecnología de impresión 3D, los inventores y científicos se han dado a la tarea de encontrar diversos métodos para aplicar esta tecnología de impresión 3D a la vida cotidiana, por ello a continuación presentamos algunos ejemplos de impresoras 3D con sus respectivos métodos:

Las impresoras MarkerBot Replicator y Ultimaker 2, que son utilizadas por profesionales y particulares, presentan un método de impresión 3D donde se calientan y extruden materiales plásticos (fabricación de filamento fusionado FFF). Las impresoras Autodesk Ember y Formlabs Form 1, tienen la metodología de emplear luz ultravioleta para provocar el endurecimiento de la resina, capa por capa.

Algunas impresoras son fabricadas por empresas como 3D Systems y EOS, las cuales utilizan métodos comunes en la fabricación industrial, donde se emplea láser para fusionar materiales en polvo, capa por capa.

Qué es una Impresora 3D

Por definición una Impresora 3D es una máquina tridimensional que mediante la superposición de capas sucesivas de material es capaz de crear un objeto previamente programado. Todos los procesos de impresión requieren de un software, un hardware y de los materiales específicos con los que se pretende fabricar la pieza.

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A diferencia de otras tecnologías de fabricación por adición, las impresoras 3D destacan por ser económicas, sencillas de utilizar y rápidas. Estas fabrican piezas que pueden ser para montajes que se elaboran en materiales con distintas propiedades físicas y mecánicas, y que por lo general tienen un proceso sencillo de ensamblaje. Incluso la impresión 3D se utiliza para realizar modelos y prototipos a partir de moldes durante el desarrollo de un producto.

Esta tecnología avanzada ha tenido un gran crecimiento desde el año 2003, gracias a su uso en campos tales como: el diseño, calzado, joyería, construcción, arquitectura, ingeniería, educación, industrias médicas, sector aeroespacial, automoción, etc…

Ejemplos de para qué sirve la impresión 3D

Algunos campos que en la actualidad hacen uso de las impresiones en 3D son los siguientes:

  • Educación: en este campo la aplicación de esta tecnología es enorme, ya que es una herramienta que ayuda a los alumnos a visualizar y entender conceptos abstractos. También es usado en aplicaciones de ciencias sociales, matemáticas, ciencias de la naturaleza, historia, arte y tecnología, contando con un gran potencial que desarrolle la actividad pedagógica.
  • Alimentación: en este caso esta tecnología permite sustituir diversos procesos y personalizar ingredientes, tanto en composición como en su forma y geometría. Las impresoras 3D de comida más destacables son Foodini y ChefJet.
  • Arqueología: la tecnología del escaneo y reproducción en 3D permite que un objeto de gran valor o que se encuentra muy deteriorado pueda ser replicado. Esta técnica evita tener que moldearlo y sobre todo que las sustancias que se aplican a la pieza pueden dañar la superficie del objeto.
  • Arte: desde el año 2010 se ha implementado el uso de esta tecnología en el arte. El artista Murray Moss realizó un montaje empleando la impresión 3D en el Festival de Diseño de Londres que se llevó a cabo en el Museo de Victoria y Alberto.
  • Moda: la ropa impresa en 3D en Filaflex es una técnica que realizan diseñadores como Karl Lagerfeld, Melinda Looi, Iris Van Herpen, entre otros. También existe un certamen llamado 3D Fashion Day. La conocida marca Adidas de ropa y equipación deportiva, en el año 2015 desarrolló unas zapatillas deportivas impresas en 3D llamadas FutureCraft 4D.
  • Medicina: en este campo son múltiples y variables sus usos, entre los que destacan: la creación de órganos artificiales a partir de un modelo digital con los que se replican secciones del cuerpo. De igual forma ofrece aplicaciones en la docencia de la medicina.
  • Otras aplicaciones por medio de impresión 3D: prototipado/CAD, visualización de diseños, entretenimiento, reconstrucción de fósiles paleontológicos, reconstrucción de huesos y partes del cuerpo en patología y ciencia forense, entre otros.

Cómo funciona la impresión 3D

La impresión 3D se realiza por medio de una impresora a partir de planos de diseño digital. Estos son creados por medio de un software de animación y modelado virtuales, creando secciones que posteriormente servirán de programación o guía a la hora de imprimir.

Según el material y la máquina 3D que se utilice, se deposita en la plataforma el material aglutinante hasta completar el modelo 3D y quede impreso por completo.

Una interfaz estándar de datos entre el software (CAD) y la máquina de impresión (STL), define la geometría de objetos 3D, informaciones como el color, propiedades físicas, texturas son excluidas, ya que este archivo STL se aproxima a la forma de un objeto empleando facetas triangulares. Para lograr una impresión a todo color se debe utilizar un formato de archivo CAPA o WRL que son capaces de realizar este tipo de impresión a color.

Historia de la impresión 3D y el origen de las impresoras

Para encontrar el origen de la impresión en 3D nos tenemos que remontar a 1976. Es en ese momento cuando la historia cambió al comenzar a desarrollar materiales y equipos de fabricación por medio de impresoras en 3D. Posteriormente fue Hideo Kodama quien en el año 1981 inventó dos métodos de fabricación de un modelo de plástico tridimensional con polímero fotoendurecible, donde el área que se expone a rayos UV la controlaba un transmisor de fibra de barrido.

En el año 1984 los franceses Olivier de Witte, Alain Le Méhauté y Jean Claude André presentaron sus patentes de estereolitografía. Luego en ese mismo año Chuck Hull desarrolló un prototipo basado en estereolitografía, que consiste en añadir capas mediante el curado de fotopolímeros con rayos UV y láser, su contribución dio origen al diseño del formato de archivo STL, el cual es aceptado por el software de impresión 3D.

El futuro de la impresión 3D

La impresión 3D es una herramienta imprescindible para diversos usos hoy en día y mucho más para el futuro, gracias al avance de la tecnología, esta nos permite utilizar estos recursos para facilitar las tareas diarias en cualquier sector, entre los diversos usos que se le dan a la impresión 3D tenemos:

Tecnologías avanzadas como el diseño degenerativo y la impresión 3D, han permitido a un grupo de ingenieros muy creativos, diseñar un avión de pasajeros del futuro.

La compañía Asius Technologies, ha utilizado la impresión 3D para fabricar un auricular similar al tímpano humano muy seguro para los amantes de la música y músicos profesionales.

ThingMaker de Mattel es un ecosistema de impresión que le permite diseñar, crear y realizar la impresión de sus propios juguetes de principio a fin.

Hoy en día Hollywood utiliza regularmente la impresión 3D para crear sus películas.

Ember y Fusion 360 son impresoras que se emplean en el diseño de joyas, las cuales pasan de ser un modelo CAD a ser una hermosa pieza realizada en plata de ley.

Algunos investigadores y estudiantes de la Universidad de California, están trabajando para conseguir resinas más ecológicas para ser utilizadas en las impresiones 3D.

La NASA también logró llevar al espacio la impresora 3D sin gravedad.

Actualmente existe una empresa llamada Organovo, la cual se encarga de crear tejidos impresos en 3D, estos tejidos corporales en un futuro pueden ser implantados y llegar a ser compatibles en pacientes que requieran un trasplante.

Programas de Impresión 3D

En la actualidad existen un gran número de programas y aplicaciones para Impresoras 3D, siendo los más utilizados:

  • Fusion 360: esta plataforma está basada en la nube, donde los diseños se envían desde Fusion 360 a la impresora 3D y este se encargará del proceso de desarrollo del producto.
  • Within: el diseño generativo de Within cuenta con un software, donde ingenieros y especialistas en implantes pueden crear diseños reticulares para fabricar por adición.
  • Maya: este programa permite crear animaciones 3D para videojuegos, televisión y cine. De igual manera imprime modelos 3D para animación, elementos de apoyo y piezas para escenas en donde se combine elementos CGI con la acción real.
  • Tinkercad: se trata de una herramienta gratuita que se basa en la web para profesores, estudiantes y aficionados, esta permite crear elementos de cómo juguetes, joyas, objetos de decoración, etc.

Materiales y filamentos utilizados para Impresión en 3D

Las maquinas de impresión en 3D utilizan un material aditivo específico. Entre los materiales más utilizados se encuentran el ácido poliláctico y el acrilonitrilo butadieno, también llamados filamentos, los cuales se asemejan a los materiales o plásticos empleados en ingeniería. El primero de ellos es un filamento orgánico biodegradable derivado del maíz y se presenta en colores traslucidos y limitados. El segundo destaca por ser más económico y por sus buenos acabados. Es un material adecuado para piezas que requieren de mayor resistencia a los golpes. Otra de sus particularidades es que dispone de una gran variedad de colores.

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La resina es otro de los materiales más utilizados en las impresoras 3D y es un plástico estándar fabricado de polipropileno. Ofrece mayor resolución que el ABS y es ideal para modelos que necesitan flexibilidad, resistencia y dureza. Algunos de los objetos que más se imprimen con resina son los juguetes, los contenedores o piezas del sector del automóvil.

Los filamentos para impresión 3D se caracterizan por su diámetro (en milímetros) y son por lo general del siguiente material:

  • Ácido poliláctico (PLA)
  • Laywoo-d3; acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
  • Poliestireno de alto impacto (HIPS)
  • Tereftalato de polietileno (PET)
  • Elastómero termoplástico (TPE)
  • Nylon y metal amorfo (BGM)

Métodos para impresión 3D

Existen diferentes métodos de impresión en 3D y cada uno cuenta con sus particularidades. En función de las necesidades del objeto a crear, se tiende más a valorar los beneficios que ofrecen cada uno de los sistemas de impresión:

  • Velocidad de producción
  • Acabado
  • Calidad de la fusión del material
  • Coste de la impresión
  • Coste de los materiales
  • Disponibilidad de colores, durezas, resistencia o geometría

A continuación enumeramos los métodos más relevantes:

Extrusión o Fabricación de Filamento Fusionado (FFF)

Probablemente sea el más extendido ya que es el método de impresión en 3D que más se usa en el mundo entre particulares y también profesionales. Se trata de un sistema de modelado añadiendo materiales termoplásticos por medio de un Modelado por Deposición Dundida fundido (FDM). Este método se caracteriza por la extrusión que se produce a plásticos como el PLA, ABS, HDPE o poliuretano termoplásticos. 

Fotopolimerización y Estereolitografía (SLA) por Luz Ultravioleta (SGC)

Un método de fabricación aditiva es la fotopolimerización por medio de la Estereolitografía con luz Ultravioleta (UV). Esta tecnología permite que los materiales, en este caso la resina en estado líquida, se endurezcan capa por capa, lo que mejora la calidad del producto.

Sinterización selectiva del láser (SLS)

Esta tecnología permite crear piezas a partir de endurecer los materiales por medio de un láser. Suele ser utilizada en la fabricación industrial para fusionar con garantías los materiales.

Fotopolimerización por absorción de fotones

Es una tecnología destinada a la micro fabricación de piezas con un tamaño que inferior a 100nm. Se caracteriza porque en primer lugar el objeto es diseñado en un bloque de gel por medio de un láser. Posteriormente se solidifica y el gel sobrante es eliminado durante un proceso de lavado.

Impresión con hielo

Esta es una de las tecnologías más innovadoras que puedes encontrar en el mercado al servicio de las empresas. Está destinado a trabajar exclusivamente con el hielo y como ventajas ofrece el ahorro de los materiales.

Ideas para imprimir en 3D desde tu casa

Son muchos los objetos y artilugios innovadores que puedes fabricar desde una impresora 3D en tu casa de manera rápida y sencilla. Si necesitas alguna idea te ofrecemos algunos ejemplos de objetos que sirven para tu día a día:

  • Diseño y moda. Existen a tu disposición gran variedad de programas con los que puedes ir a la última moda Si deseas puedes estar a la moda e imprimir desde tu casa muchas creaciones tales como zapatos, cinturones, hebillas, y cualquier objeto.
  • Arte. Tienes la posibilidad de imprimir obras digitales de modelos en 3D, ya sean esculturas, arquitectura, música u otras formas de arte.
  • Joyas y objetos decorativos. Es posible reproducir en 3D tus propios anillos, brazaletes y collares.
  • Objetos para el hogar. Si deseas decorar tu casa puedes imprimir desde tazas y muebles, hasta accesorios para el jardín.
  • Juguetes impresos en 3D. Existen muchos modelos, como por ejemplo carros, maquetas, juegos de mesa, estatuillas, etc.
  • Herramientas y accesorios de bricolaje para tu hogar. Puedes encontrar programas para imprimir piezas de diversas geometrías, llaves inglesas, tornillos, etc.
  • Otras utilidades: Crea tu propia carcasa para tu teléfono móvil, una memoria USB o incluso robots fabricados en 3D.  

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