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2 dic 2015

IMPRESIÓN 3D: ¿CÓMO IMPRIMEN OBJETOS FUNCIONALES?

Impresión 3D ¿una impresora para dominarlas a todas?

Últimamente hemos oído hablar de un nuevo invento con gran multitud de aplicaciones futuras: las impresoras 3D. Sabemos que son aparatos que nos permiten fabricar objetos tridimensionales y seguramente habremos oído que se podrán utilizar para fabricar moldes, tejidos humanos o incluso construir casas. Sin lugar a dudas tienen un futuro muy prometedor.

3d

Impresión 3D: el futuro de la fabricación industrial y doméstica

Pero muchas veces nos preguntamos cómo funcionan, cómo es posible fabricar tejidos humanos o cómo es posible construir una casa utilizando una impresora. Incluso nos podemos preguntar ¿cómo surgió la impresión 3D? ¿Existió alguien que desarrolló un método y desde entonces únicamente se emplea esa tecnología? Lo cierto es que no, existen diferentes métodos y aunque tienen ciertas similitudes entre ellos son muy distintos entre sí. Por lo tanto, no existe una única impresora a partir de la cual se han ido haciendo mejoras y modificaciones para obtener el resto.

Tipos de impresoras 3D

Podemos clasificar las impresoras 3D actuales en 4 tipos distintos según la tecnología de fabricación que utilicen. Y por supuesto, dentro de cada uno de estos 4 tipos tenemos distintos modelos de impresoras. Los cuatro tipos existentes (y que veremos a continuación son):

  • SLA (estereolitografía)
  • SLS (Selective Laser Sintering, Sinterizado por Láser Selectivo)
  • Inyección
  • FFM (Fused Filament Fabrication) o extrusión

Así pues, estamos ante un campo con una gran variedad de equipos. En esta entrada veremos cada uno de éstos 4 tipos, sus características principales y sus ventajas e inconvenientes. En futuras entradas hablaremos más en detalle de algún modelo en concreto.

Impresión 3D de Mano funcional

Impresión 3D de Mano funcional por parte del Centro de Formación Profesional Don Bosco de Rentería

SLA (Estereolitografía)

El primer tipo de impresoras que veremos son las que imprimen utilizando técnicas de estereolitografía.

Esta técnica se basa en el hecho de que ciertas resinas (líquidas) se solidifican al entrar en contacto con luz ultravioleta. El proceso de solidificación de la resina mediante luz ultravioleta se denomina fotopolimerización.

Las impresoras de estereolitografía constan de 4 partes principales:

  • Fotopolímero
  • Tanque
  • Plataforma perforada
  • Ordenador

El fotopolímero es la resina de la que hablábamos anteriormente, el material del que se fabricará la pieza. Este fotopolímero se encuentra en un tanque en cuya superficie se sitúa una plataforma perforada. Esta plataforma se mueve hacia arriba y hacia abajo durante el proceso de fabricación. Todo el proceso está controlado por un ordenador.

Para ir solidificando el fotopolímero se utiliza un rayo láser de luz ultravioleta que se va haciendo incidir sobre las zonas deseadas. Una vez que se ha completado una capa, la plataforma móvil desciende unos milímetros de tal forma que todo se cubra con la resina y se pueda comenzar una nueva capa.

Una vez que todas las capas han sido realizadas se extrae la pieza y se somete a un proceso para darle mayor durabilidad y resistencia a la pieza.

La estereolitografía nos permite realizar piezas pequeñas y con mucho detalle. No obstante, tiene un alto precio, las piezas resultantes no son fácilmente manipulables (no es sencillo pegar una pieza con otra, mecanizarlas,….) y además durante el proceso se desperdicia cierta cantidad de fotopolímero.

SLS (Selective Laser Sintering, Sinterizado por láser selectivo)

Otra tecnología de fabricación es la tecnología de sinterizado por láser selectivo. Es muy similar a la impresión SLA con la diferencia de que en lugar de utilizar un fotopolímero (líquido) se utiliza un polvo (sólido). Este polvo se va aglutinando (pegando) haciendo incidir un láser sobre él (el láser va fundiendo el polvo y hace que se una entre sí).

Se utiliza en aplicaciones industriales, tiene un alto coste y el postprocesado es complicado (especialmente cuando se trata de metales). Por contra, tiene una gran ventaja y es que no se necesitan columnas de soporte. Veamos qué significa esto.

Cuando estamos fabricando una pieza con voladizos, necesitamos que estos voladizos se mantengan en su posición hasta que se puedan unir a la pieza principal. La técnica SLA nos obliga a poner una columna para poder sujetarlo mientras se realiza la pieza (esta columna después habrá que quitarla). Cuando se utiliza SLS, dado que hay una capa de polvo debajo del voladizo (el polvo que no se ha fundido porque el láser no incidió sobre él), no se necesitan estas columnas pues el propio polvo hace de soporte.

Inyección

Las impresoras de inyección funcionan igual que las impresoras SLS pero en lugar de compactar el polvo fundiéndolo con un láser se inyecta un aglomerante (tinta). Dado que este aglomerante puede tener diversos colores o puede estar hecho de diversos materiales, las impresoras de inyección permiten crear figuras con distintos materiales y distintos colores.

Esto es un hecho muy importante ya que en los otros tipos de impresoras el color de la pieza final está limitado a uno o dos en el mejor de los casos y el material por supuesto, siempre es el mismo.

FFF (Fused Filament Fabrication) o extrusión

Las impresoras de extrusión son las más extendidas a nivel de aficionado debido a su bajo coste y facilidad de fabricación. Estas impresoras contienen un extrusor que va fundiendo plástico y echándolo en forma de hilo. Este hilo se va colocando apropiadamente para formar la pieza final. Igual que en casos anteriores la impresión se va realizando por capas.

Existe una comunidad muy fuerte en Internet dedicada a este tipo de impresoras e incluso existen modelos de hardware libre. Sobre ellas hablaremos en detalle en entradas futuras.

Autor: Alejandro Martínez López

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