Debes haber escuchado acerca de la impresión 3D a través de noticias, reporteros, asombrados de lo que han visto. Una máquina comparable con el Replicador de Star Trek, algo mágico que puede crear objetos simplemente de la nada. Puede imprimir plástico, metal, nylon y un centenar de otros materiales. Puede usarse para imprimir pequeños objetos sin sentido, como el mil veces impreso Yoda, aún así puede imprimir prototipos de manufactura, productos para el consumidor, partes de motores de aviones e inclusive organos humanos usando las propias células de una persona.
¿Fantasía? Si. ¿Verdad? Sí. ¿Real Ahora? Sí.
Vivimos en una época que es testigo de lo que muchos están llamando una tercera revolución industrial. Impresión 3D, más profesionalmente llamado Manufactura aditiva, nos aleja de la línea de producción masiva de Henry Ford y nos trae a una nueva realidad de personalización y producción unitaria.
¿Necesitas una parte para tu lavadora? Cómo funciona ahora, lo ordenas de tu técnico, quien lo obtiene de un distribuidor, quien lo ha importado desde China, donde se produce en masa miles de ellos a la vez, probablemente desde un molde de inyección de plástico de un molde bastante caro . En el futuro, el principio de lo que sucede ahora, simplemente imprimirás la parte directamente en tu casa, desde un archivo CAD que descargues. Si no tienes la impresora correcta, sólo bastará que lo imprimas en alguna tienda que provea estos servicios, como sucede actualmente con las copias de papel.
Las impresoras 3D usan una variedad de diferentes tecnologías de manufactura aditiva, pero todas comparten una cosa en común: crean un objeto tridimensional al construirlo capa por capa, hasta que el objeto esté completo. Es bastante similar a imprimir en 2 dimensiones en una hoja de papel, pero con una dimensión adicional, hacia arriba, el eje Z.
Cada una de las capas impresas son un corte delgado de la sección de corte horizontal del objeto eventual. Imagina un pastel multicapas, con el hornero añadiendo una capa a la vez hasta que el pastel completo este listo. La impresión 3D es en cierta forma similar, sólo que más precisa que un horneado 3D.
Hay diversas formas de impresión 3D, desde la impresión FDM, donde el material es derretido y extruido en capas, una sobre la otra, Impresión SLS, donde una cama de material en polvo como el nylon o titanio es endurecida, etc.
Todo empieza con un Archivo Digital
En el mundo 2D, una hoja impresa salida de una impresora ha sido diseñada en la computadora en un programa tal como Microsoft Word. El archivo contiene una serie de instrucciones que le dicen a la impresora que hacer.
En el mundo 3D, la impresora 3D también necesita tener instrucciones de que imprimir. Por lo que también necesita un archivo con dichas instrucciones. El archivo, de Diseño Asistido por Computadora (CAD) es creado con el uso de un programa de modelamiento 3D, tanto desde cero como empezando desde un modelo 3D creado por un escáner 3D. De cualquiera de las formas, el programa crea un archivo que es enviado a la impresora 3D, en el intermedio el software corta el diseño en tajadas de cientos o miles de capas horizontales. Estas capas serán impresas una encima de la otra hasta que objeto 3D esté listo.
¿Es Impresión 3D o Manufactura Aditiva?
El término impresión 3D es el término común para el término correcto de manufactura de "Manufactura Aditiva". Pero el término impresión 3D se mantendrá como el término de elección, ya que quien va a ir por ahí diciendo algo como, "Voy a hacer mi nueva carcasa de iPhone con manufactura aditiva", No, ellos van a "Imprimir en 3D". Suena mejor, verdad?
¿Entonces que es manufactura aditiva?
Algún día, pronto en el futuro, la gente recordará nuestro actual proceso de manufactura como nosotros vemos actualmente a los herreros. Lo que es interesante acerca de esto último es que bastante de los procesos de manufactura actual son realmente bastante similares a la herrería. Ambos son "Manufactura Sustractiva"
La Manufactura Sustractiva se basa en remover material para crear algo. El herrero martilla el material calentado para crear un producto. Actualmente, una máquina CNC corta, perfora y de otras formas remueve material desde un bloque inicial de material para crear un producto. Esto es ineficiente y derrochador. Otras técnicas de manufactura difieren pero son esencialmente basadas en remover material para volverlo un producto.
Como puedes haber deducido, la manufactura aditiva crea un producto al añadir material al objeto. Algo aquí, algo allá y nada donde no se necesita. No hay pérdidas, bastante eficiente. Leerás acerca de múltiples impresoras 3D, pero no importa la tecnología envuelta, es aditiva.
Impresoras Personales 3D
¿Necesitas ser un ingeniero o un modelador experto 3D para crear modelos 3D en tu propia impresora 3D? No, en lo absoluto. Mientras software complejo y costoso CAD como AutoCAD o Solidworks tienen una curva de aprendizaje mayor, hay múltiples programas, muchos libres, que son bastante fáciles de aprender. La versión gratis de Google SketchUp, por ejemplo, es bastante popular por su facilidad de uso y el programa gratis Blender es popular por sus funciones avanzadas.
Si no tienes tu propia impresora 3D, hay servicios de impresión 3D como el que ofrecemos en Office Plaza que puede ser económico de imprimir y con entrega desde un archivo digital que simplemente lo puede enviar por email.
Aún si no diseñas tu propio modelo 3D, aún así puedes imprimir muchas piezas geniales. Hay librerías de modelos como Thingiverse, 3D Parts Database y 3D Warehouse donde hay archivos que puedes descargar gratis.
¿Qué es lo que la gente imprime? No hay límites. Algunos imprimen joyería, algunos imprimen piezas de reemplazo para electrodomésticos como lavadoras, algunos inventan todo tipo de piezas originales, algunos crean arte, otros juguetes para sus hijos. Con los múltiples tipos de metal, plástico, vidrio y otros materiales disponibles (inclusive plata y oro), prácticamente cualquier cosa puede ser impresa.
Métodos de Impresión 3D
Existen múltiples métodos de impresión 3D como Estereolitografía (SLA), Fused Deposition Modeling (FDM), Selective Laser Sintering (SLS), PolyJet Photopolymer, Syring Extrusion y varios más.
El método de impresión FDM, el cual fue inventado a finales de los 80s por Scott Crump. Con FDM el objeto es producido extrudiendo un flujo de material termoplástico fundido para formas las capas. Cada capa es apila una sobre otra y se fusiona con la capa previa mientras el material se endurece casi inmediatamente después de salir de la boquilla de extrusión. Es uno de los métodos menos costosos de impresión 3D. La mayoría de las impresoras FDM imprimen con plástico ABS (como Lego) así como PLA (Ácido Poliláctico) un polímero biodegradable el cual es producido de material orgánico.
Un método similar es el FFF o "Fused Filament Fabrication" o Fabricación por filamentro fundido el cual usamos en Office Plaza, Usa el mismo principio que el FDM, donde el material es alimentado por un filamento desde un rollo del material.
La Impresión 3D es un Cambio en el Juego
Imprimir instantáneamente partes y productos enteros en cualquier lugar del mundo, es un cambio en el juego. Pero esto no acaba ahí. La impresión 3D afectará casi todos los aspectos de la industria y nuestras vidas personales.
La medicina cambiará por siempre ya que nuevas bioimpresoras actualmente imprimen tejido humano tanto para pruebas farmacéuticas y eventualmente organos enteros y huesos.
La arquitectura y construcción están cambiando también. Ahora modelos impresos en 3D de dibujos arquitectónicos complejos son creados rápidamente y en forma económica, a diferencia de procesos costosos e intensivos en tiempo de modelos hechos a mano con cartón. Impresoras masivas 3D experimentales están imprimiendo incluso estructuras de concreto con la meta algún día de construir edificios enteros con una impresora 3D.
El arte ha cambiado por siempre. Artistas digitales están creado piezas magníficas que parecen casi imposible hacerlas por métodos tradicionales. Desde esculturas hasta objetos de iluminación, bellos objetos ya no necesitan ser hechos a mano, sólo ser diseñados en la computadora.
Además hay desarrollos en donde uno menos lo espera, por ejemplo, arqueólogos pueden escanear en 3D objetos delicados e invaluables y luego imprimir copias de estos para que puedan manipularlos más fácil sin el miedo de romperlos. Replicas pueden fácilmente ser hechas y distribuidas para otros locales de investigación o museos. Se ha usado para crear una reproducción a tamaño completo de la momia del faraón Tutankamón y para reparar la escultura de Rodín, El Pensador.
El Futuro de la Impresión 3D
Esta es una tecnología disruptiva de proporciones gigantescas, con efectos en el uso de energía, residuos, personalización, disponibilidad de productos, arte, medicina, construcción, ciencias y por supuesto fabricación. Esto cambiará el mundo como lo conocemos, antes que lo sepas.