Impresoras 3D

Las Impresoras 3D están invadiendo el mercado y no estamos muy lejos de tener una de ellas en nuestra oficina, en la escuela o en nuestro hogar. La facilidad con la que se pueden crear prototipos rápidos mediante una impresora 3D abren infinitas posibilidades en nuestras empresas, proyectos, trabajos, etc.

Varios son los intentos que existen hoy en día por abaratar los costes y hacer de las impresoras 3D una herramienta de fácil manejo y adquisición, es por ello que tenemos diferentes tipos de impresoras 3D a elegir.

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Imagen tomada de: www.cel-robox.com/

Para entender mejor los diferentes tipos de impresoras 3D hay que conocer primero las distintas tecnologías o sistemas de impresión 3D que existen. Hay sistemas de impresión 3D que por naturaleza son más caros, porque los elementos que hacen posible la impresión son de coste elevado, hay otros sistemas que son más económicos y más simples pero no ofrecen las mismas prestaciones que otros sistemas más costosos.

Lo primero que hay que saber es que todas las impresoras 3D trabajan mediante un sistema de impresión de capas muy delgadas, es un sistema simple, un software rebana una figura tridimensional en pequeñas capas casi tan delgadas como un cabello humano, la impresora 3D imprime la primera capa sobre una base sólida, después, imprime una segunda sobre la primera, posteriormente una tercera sobre la segunda y así sucesivamente hasta completar la parte superior de la figura, son capas tan delgadas que en promedio se necesita la impresión de 100 capas para hacer una figura que mide 1 cm de alto. En esta simple explicación entran todas las impresoras 3D, ahora bien, hoy en día disponemos de varias tecnologías o sistemas de impresión 3D que ofrecen prestaciones distintas, materiales distintos, calidades distintas, posibilidades distintas, en estos sistemas de impresión 3D radican los diferentes tipos de impresoras 3D.

Cada sistema de impresión 3D tiene sus ventajas y desventajas así como sus respectivos precios, los principales son los siguientes:

1. Sintetización Selectiva por Láser (SLS), este sistema imprime capas superpuestas mediante material en forma de polvo que es colocados sobre una base y después disparado por un láser que al contacto con el polvo, lo fusiona y solidifica, creando una primera capa en medio del polvo, después una nueva capa de material es colocada y nuevamente es disparada con el láser, de manera que la primera capa queda unida con la segunda, este proceso se repite cuantas capas necesite la figura tridimensional. Los materiales que pueden usarse son termoplásticos, cerámica y metal. Este sistema es muy caro y en general es solo adquirido por empresas que se fabrican partes, no es una impresora de casa.

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Imágenes tomadas de: http://www.youtube.com/watch?v=xVNKAYt7LZM

 2. Estereolitografía (SLA) y Digital Light Processing DLP estos sistemas funcionan de la misma manera. Imprimen capas superpuestas mediante resina fotopolimérica, la resina es un material líquido que se solidifica al ser expuesto a una luz ultravioleta especifica. En estos sistemas las capas son impresas hacia abajo, es decir, la primera capa queda adherida a la superficie de impresión, esta se levanta para permitir que a la resina líquida se distribuya nuevamente en una bandeja transparente (ya que la luz ultravioleta que solidifica el material será disparado por debajo de la misma), después la base de impresión baja para que la capa impresa toque la resina en la bandeja, luego una luz ultra violeta dispara a la resina por la parte inferior de la bandeja y de esta manera la segunda capa queda adherida a la primera, nuevamente la base se levanta para colocar una nueva capa de material, este proceso se repite cuantas capas necesite la figura. El material es un fotopolímero que puede variar en color e incluso puede ser transparente. Estos sistemas son profesionales y por lo general son adquiridos por empresas que necesitan crear prototipos tridimensionales con gran precisión pero de tamaño pequeño a mediano, su precio estará arriba de los 30,000 pesos (MXP).

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Imágenes tomadas de: http://www.3ders.org/articles/20130320-robot-factory-develops-new-high-resolution-3dlprinter.html

 3. Inyección de aglomerantes es otra forma de impresoras en 3D que utiliza también materia prima en polvo, pero para unir capa por capa utiliza aglomerantes, es decir materiales complementarios que unen a las partículas de polvo, la diferencia entre las dos primeras y esta tercera, es que la Inyección de aglomerantes necesita un segundo material para unir las partículas, mientras que los dos primeros utilizan la temperatura, sea por láser o por excitación con luz. Este método aunque es muy útil, casi no se utiliza de manera comercial.

4. Modelado por Deposición Fundida (FDM), este sistema es el más económico, utiliza únicamente material termoplástico (existen materiales desarrollados que no son totalmente plástico) y una extrusora que lo calienta hasta fundirlo y va extruyéndolo en hilos pequeñísimos que van formando capas una tras otra hasta completar la figura tridimensional. Los materiales más populares que utiliza son ABS (acrilonitrilo butadieno estireno), PLA (ácido poliláctico), PVA (Alcohol Polivinílico que es material de soporte), PC (policarbonato), Nylon y otros materiales nuevos que utilizan madera (Laywoo-D3), tiza (LayBrick) y el flexible BendLay que es un tipo de butadieno, estos últimos tres son inventos del alemán Kai Parthy. Este sistema es el que ha invadido el mercado, es práctico, útil, accesible, los materiales son económicos, el precio puede ir desde los 50,000 pesos (MXP) que es demasiado, hasta los 2,606 pesos (MXP).

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Imagen tomada de: http://www.youtube.com/watch?v=SmkQCUJNooA

5. Existen otros sistemas de impresión 3D que son variantes de alguno de los anteriores, o que utilizan los mismos elementos pero de una forma diferente, es destacable el sistema de impresión en 3D PolyJet de Stratasys muy parecido a la impresión en papel por inyección de tinta, es decir, comparable a cualquier impresora de casa que utilice cartuchos de tinta líquida, sólo que el sistema PolyJet, en lugar de dejar una capa de tinta, deja un polímero fotosensible e inmediatamente es expuesto a la luz ultravioleta para su solidificación (como SLA y DLP), pero gracias a que utiliza cartuchos y no una bandeja como SLA y DLP, puede imprimir varios materiales a la vez. El material que utiliza es fotopolímero y también algún material de soporte.

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Imágenes tomadas de www.youtube.com/watch?v=D4Yq3glEyec

6. También hay que mencionar alguna forma de impresión que da paso a la fabricación de piezas tridimensionales en metal, la impresión en cera, aunque no es un sistema de impresión, sino una forma de fabricar piezas metálicas, se incluye porque es una herramienta útil en la fabricación de joyería y partes dentales y, a diferencia de los demás sistemas de impresión, no es un fin en sí misma, sino solo un paso para la obtener una figura impresa en metal. Puede utilizar el sistema SLA o FDM con un material plástico ideal para crear modelos de fundición.

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Imágenes tomadas de: http://www.3dsystems.com/3d-printers/professional/projet-1200

 En este 2014 se esperan muchísimos más modelos de impresoras 3D, hasta este momento las impresoras disponibles en el mercado funcionan con estos sistemas antes mencionados.

 

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