Aprender el mundo de la Impresión 3D
La impresión 3D es un proceso de fabricación en el que capas sucesivas de material se colocan una encima de la otra en un proceso aditivo. Aunque a menudo se habla de la impresión 3D como una nueva tecnología, en realidad ha existido durante más de 30 años.
Hace alrededor de 8 años, las patentes en torno a la impresión 3D comenzaron a expirar y la impresión 3D se abrió a un público masivo. El punto de referencia para su adopción comercial provino del proyecto RepRap de código abierto, una iniciativa de impresión 3D con el objetivo de crear impresoras 3D de bajo costo y autorreplicantes. Al ser de código abierto, todos los archivos estaban disponibles gratuitamente en línea y en los años siguientes vimos una gran cantidad de startups creando sus propias impresoras 3D, inspiradas en el proyecto RepRap.
Echemos un vistazo a los pasos necesarios en el proceso típico de impresión 3D. Se puede decir que está dividido en 4 pasos o etapas:
Primer paso, modelo 3D de la pieza.
Todo comienza con un modelo digital en 3D de un diseño. Hoy en día podemos encontrar una gran variedad de herramientas de modelado 3D. Algunos gratuitos, que son geniales para los centros educativos como son SketchUp, TinkerCad o Fusion 360.
Segundo paso, se llama Slicing o “rebaneador”
El archivo que contiene el modelo 3D (normalmente es un archivo STL) se procesa con un software que divide en capas muy finas nuestro modelo 3D, y se suele llamar Slicing o rebaneador. El resultado es un código que le da instrucciones a la impresora 3D de cómo debe moverse y donde debe depositar el material.
Tercer paso, la impresión 3D.
Una vez que el código obtenido del paso de Slicing se carga en la impresora 3D, comenzará el proceso de producción.
Se crea una capa tras otra depositando el material hasta que se completa el modelo. Este proceso puede tardar unos minutos u horas dependiendo del tamaño y la calidad de impresión del modelo.
Curarto y ultimo paso, Post-procesamiento
Dependiendo del tipo de impresora 3D y del archivo de modelo que se imprima, puede ser requerida alguna tarea de post-procesado. Los ejemplos más comunes, incluyen la eliminación de soporte (material necesario para sujetar la pieza), limpieza y lijado, tratamientos para eliminar rastro de capas u obtener brillo.
Tecnologías de impresión
En la impresión 3D podemos encontrar distintos tipos de tecnologías, sus principales diferencias se encuentran en la forma en la que se genera las capas para crear la pieza y el tipo de material que se emplea. Vamos a destacar las dos más populares por sus bajos costes de producción:
Impresión DLP
Un ejemplo de esta tecnología son las impresoras DLP, común mente conocidas como impresoras de resina.
Esta resina se vierte en un tanque, y se va secando capa a capa por medio de la proyección de una imagen de un proyector DLP. Cuando se proyecta la imagen, hay una plataforma de impresión que está sumergida en el tanque con la resina, y a cada capa que se seca, la plataforma de impresión va subiendo los milímetros que corresponden a la anchura de la capa.
Está tecnología permite crear piezas de mucho detalle y calidad. Por el contrario, tenemos que las resinas utilizadas normalmente producen gases tóxicos, aunque se esta avanzando mucho en mejorar este aspecto.
Impresión FDM
La tecnología FDM es un proceso de fabricación, utilizado para el modelado de prototipos y la producción a pequeña escala.
Se utiliza en campos como ingeniería industrial, arquitectura y aeronáutica. Es una técnica aditiva, que deposita el material en capas, para crear cualquier tipo de pieza, independientemente de la geometría que tenga.
El plástico que se usa en este tipo de impresión 3D o fabricación aditiva es el PLA o ABS, aunque cada día surgen nuevos materiales y se ha avanzado mucho en el reciclaje de los mismo.
El espesor de capa que permite esta tecnología es de 0.1 mm, pudiendo realizar piezas con buena precisión. Además, materiales como el PLA, son actos para el uso en aulas ya que no producen gases contaminantes.
¿Por qué ha tenido éxito la impresión 3D?
En la fabricación tradicional «sustractiva», usaba un bloque de material que se corta para crear un objeto, y puede resultar según el diseño que para una pieza se llegue a desperdiciar hasta un 90% en desecho. Como la impresión 3D utiliza un proceso aditivo, se desperdicia poco o ningún material.
Productos como bolígrafos, fundas de teléfonos, etc.se crean en líneas de montaje porque es rentable producirlos de esta manera. Con la impresión 3D, cada diseño puede ser diferente y no habrá costes altos de ensamblaje o la necesidad de herramientas adicionales, ya que todos los elementos son creados con la misma impresora. Además, las técnicas de fabricación «sustractiva» tienen limitaciones en la geometría de piezas. Las máquinas simplemente no pueden cortar o fresar ciertos patrones, pero con la impresión 3D, estas limitaciones no existen.
Imagínese poder diseñar un concepto y crear un prototipo de este en cuestión de horas, probarlo, observar sus carencias y volver a re-diseñarlo. La impresión 3D permite esto con unos costes de producción mucho menores que los procesos tradicionales.
Por ello, en Scuela creemos que es una tecnología con mucho futuro y cada año enseñamos a nuestros alumnos el mundo del diseño e impresión 3D y sus avances.
