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¿Qué es la impresión 3D?

La impresión tridimensional es un proceso aditivo en el que un dispositivo mecánico puede hacer un objeto 3D a partir de información digital, como fotos o capas de imágenes.

La sofisticación del software de impresión y de la impresora determinará el número de capas que el artículo necesitará para imprimirse. Algunas impresoras pueden imprimir miles de microcapas creando detalles increíbles.

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La fabricación tridimensional se realiza típicamente en un proceso sustractivo , especialmente cuando el artículo debe estar hecho de una sola pieza. Por ejemplo, un bate de béisbol de madera está hecho de un solo trozo de madera, a menudo fresno o arce. La madera se coloca en un torno (herramienta de fabricación) y básicamente se raspa y lija hasta obtener el tamaño y la forma exactos necesarios. Este proceso a menudo deja una tonelada de material de desecho.

Después de la introducción de la fundición en molde, materiales como metal, yeso, plástico y partículas de madera se licuaron y vertieron para encajar dentro de una forma específica, llamada molde , y luego se volvieron a solidificar. Este proceso no es 100 por ciento preciso debido a las burbujas de aire y la expansión / contracción del material, por lo que la mayoría de los materiales fundidos deben trabajarse con diferentes herramientas para pulir y suavizar las imperfecciones, lo que ahorra materiales pero aumenta el tiempo para crear un producto terminado. .

Incluso en un proceso más moderno llamado fundición a presión, todavía se usa un molde tradicional, pero se aplica presión para minimizar las imperfecciones. Sin embargo, aún es necesario realizar trabajos de detalle en las piezas para eliminar las imperfecciones de la superficie que a menudo quedan en el área donde las juntas del molde fundido a presión encajan, así como en el área donde el material se bombea al molde.

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Aquí es donde la tecnología de impresión 3D viene al rescate. La impresión tridimensional se realiza en una serie de capas. Dado que los productos se pueden crear en capas, se puede realizar una fabricación más precisa. Las impresoras 3D tienen costos generales más baratos, menos materiales necesarios y un tiempo de producción reducido (dependiendo de la velocidad de la impresora, por supuesto)

Hay algunos tipos diferentes de opciones de impresión tridimensional disponibles, y estos procesos de impresión 3D incluyen:

  • Bioimpresión

  • Encuadernación / sinterización

  • Extrusión

  • Laminación

  • Fotopolimerización

Bioimpresión

La bioimpresión implica un proceso en el que se crea piel, hueso, cartílago y tejido de órganos mediante la adición de células vivas a un medio de crecimiento (generalmente células madre) y al mismo tiempo se utiliza una base de polímero orgánico para mantener las células juntas.

Si bien no es realmente capaz de realizar una reconstrucción de extremidades en 3D como en las películas, se está trabajando en investigación y desarrollo con la creación exitosa de varios tipos diferentes de tejidos, incluidas las válvulas cardíacas de reemplazo y los dispositivos dentales.

Impresión 3D de encuadernación / sinterización

La encuadernación o sinterización es un proceso en el que la impresión se realiza con granos finos de material. A menudo calentados por láser, los gránulos se funden en una serie de movimientos realizados por la impresora. El calor del cabezal de impresión / láser se puede concentrar y mover en cualquier dirección; por lo tanto, la impresión se puede realizar en menos capas, lo que hace que la impresora ahorre más tiempo.

El material utilizado es una mezcla de polímero plástico como con otras impresoras 3D, sin embargo, dado que la impresión se realiza en un área cerrada llena de material, los gránulos no utilizados actúan como soporte para las áreas impresas calentadas con láser dentro de la impresora. Los gránulos no utilizados se pueden quitar y reutilizar en el siguiente trabajo de impresión.

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Proceso de extrusión de impresión 3D

La impresión 3D mediante procesos de extrusión implica un material de impresión que comienza como un sólido, se puede calentar y darle forma mientras está caliente y, después de enfriarse, vuelve a convertirse en un sólido resistente. El material generalmente se forma en bobinas largas y se alimenta a la impresora donde el cabezal de impresión calienta y empuja el material a través de la superficie de impresión.

Mientras imprime, el cabezal de impresión del dispositivo extruirá el objeto 3D en capas delgadas hasta que se complete el elemento deseado.

El proceso de extrusión también se puede utilizar en el mundo de la cocina, donde los alimentos moldeables se pueden calentar y extruir de la impresora creando esculturas de alimentos. El chocolate es un gran ejemplo de comida imprimible.

En extrusión, compare el cabezal de impresión de la impresora con una pistola de pegamento caliente donde el material calentado que se usa en lugar del pegamento es un polímero plástico o incluso un alimento.

Estas impresoras a menudo usan polímeros a base de plástico, típicamente mezclados con otros estabilizadores. Por ejemplo, el CES 2015 (feria de electrónica de consumo) anunció recientemente nuevos polímeros de impresión, como plásticos mezclados con madera, piedra caliza, hierro o bronce.

Impresión 3D de laminación

La laminación La impresión 3D no utiliza polímeros. En su lugar, el proceso utiliza un láser troquelado y un adhesivo para cortar y pegar secciones transversales de material, creando elementos 3D a partir de cualquier material plano y fácil de cortar que pueda imaginar.

Ejemplos de materiales capaces de impresión por laminación son los siguientes:

  • Tejidos

  • Documentos

  • Plástica

  • Chapas delgadas

  • Chapas de madera delgadas

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Fotopolimerización

También conocida como estereolitografía, la impresión por fotopolimerización implica un proceso basado en la luz en el que se expone un líquido fotosensible o fotosensible a luz controlada y se forma un sólido a partir del líquido dentro de la cámara de impresión.

Se toman muchas fotos en ángulo diferentes del artículo original o del artículo generado por computadora. El elemento duplicado que se está imprimiendo tiene estas fotos proyectadas desde los mismos ángulos que el original sobre el fluido sensible para crear un objeto tridimensional. Una vez que el objeto se solidifica, el líquido restante se puede almacenar y usar nuevamente para futuras creaciones de estereolitografía.

Qué significa la impresión 3D para los consumidores

Si bien existen muchos tipos diferentes de opciones de impresión 3D, las principales impresoras disponibles para el público en la actualidad son una impresora de extrusión o una impresora de laminación 3D.

La impresión tridimensional capaz de producir elementos utilizables seguirá evolucionando y mejorando hasta el punto en que podrá crear elementos que necesite para uso doméstico. Es probable que compre el material polimérico y los planos de impresión y haga y personalice sus propios productos.

Debido a que los consumidores podrán hacer gran parte de su propia fabricación en lugar de comprar productos de corporaciones, la impresión 3D cambiará el mundo tal como lo conoce.

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