Guía básica de la impresión 3D

Cómo funciona la impresión 3D

Los expertos en impresión 3D creen que ésta representará una revolución tecnológica aún mayor que el internet porque revolucionará el diseño y podría tener implicaciones en nuestra vida diaria que impactaría dinámicas geopolíticas, económicas y sociales a nivel mundial. (Think3D).

Impresión 3D es un término que contempla un conjunto de procesos y tecnologías que ofrecen un amplio espectro de capacidades de producción de partes y productos con diferentes materiales. Algo que tienen en común todos esos procesos es la forma en que la producción se lleva ejecuta; capa por capa, en una producción aditiva. Es por esto que la impresión 3D también es llamada manufactura aditiva. En contraste con los métodos de producción tradicional que son básicamente de manufactura sustractiva por naturaleza también llamados procesos de fundición de moldeo. El requerir sustraer materiales de una materia prima mayor para lograr el producto acabado en sí o tener un inventario de moldes para obtener las herramientas para obtener los productos finales es visto como una restricción o limitante en la totalidad del proceso de manufactura.

Las impresoras tridimensionales son robots que emplean una o más técnicas de manufactura aditiva , la cual consiste en materializar objetos depositando el material capa por capa, desde la base hasta la parte superior. Es un proceso comparable a la formación de estalagmitas que, gota a gota, adquieren volumen por la superposición paulatina de minerales. En lugar de cartuchos de tinta y paquetes de papel, las impresoras 3D se alimentan de repositorios y dispensadores de plásticos, resinas, arcilla, cerámica, metales, vidrio y hasta chocolate. En vez de leer archivos convencionales de texto o imagen, estos dispositivos siguen las instrucciones de archivos de diseño asistido por computadora (CAD, por sus siglas en inglés). Los archivos CAD son modelos virtuales que se pueden construir y editar por medio de software (por ejemplo, SolidWorks, Inventor, Rhinoceros y Blender), pero también pueden adquirirse mediante escáneres especiales que capturan la información geométrica de objetos ya existentes.

Tipos de impresión 3D

Lo primero que debes entender es que la impresión 3D es, en realidad, un concepto genérico que engloba todo un grupo de procesos de impresión tridimensional. La norma ISO/ASTM 52900, publicada en 2015, tiene como objetivo estandarizar toda la terminología y clasificar cada uno de los diferentes tipos de impresoras 3D. En total, se han identificado y establecido siete categorías diferentes de procesos de manufactura aditiva. Estos siete procesos de impresión 3D han dado lugar a diez tecnologías diferentes que las impresoras 3D utilizan hoy en día.

• Modelado por deposición fundida (FDM)



• Estereolitografía (SLA)



• Procesamiento digital de la luz (DLP)



• Estereolitografía enmascarada (MSLA)




• Sinterizado selectivo por láser (SLS)




• Tipo de impresión 3D por inyección de material (MJ)




• Drop on Demand (DOD)




• Binder Jetting (BJ)




• Sinterizado láser directo sobre metal (DMLS) / Fusión selectiva por láser (SLM)

Para conocer más acerca de los tipos de tecnología, materiales, usos, ventajas y desventajas, consulte el sitio Guía sobre tecnologías de impresión 3D Los 11 tipos de impresoras, o bien The 3D Printing Handbook de 3D Hubs.

Beneficios de la impresión 3D

• La manufactura aditiva genera ahorros. Para muchas aplicaciones de diseño tradicional y para la mayoría de los procesos productivos se requiere la inversión en herramientas así como adaptaciones de ensamblaje o adaptación de partes complejas. Los componentes pueden ser diseñados específicamente para evitar requerimientos de ensamblaje intrincado. Muchas veces esto implica hasta el 90% de desperdicio del bloque original de material para la fabricación del objeto final.
• La impresión 3D está surgiendo como una tecnología eficiente a nivel energético que proporciona eficacia ambiental tanto en términos de eficiencia en los procesos productivos como de la mayor vida útil de los productos.
• La impresión 3D es una tecnología habilitadora que promueve la innovación con una libertad creadora sin precedentes.
• Es una tecnología accesible. Se ha pasado del prototipado industrial al prototipado para pequeñas empresas e incluso los individuos ya que el costo de una impresora 3D más pequeña y menor capacidad ha bajado hasta 7 mil pesos.

Usos de la impresión 3D

• La ciencia médica y la investigación
  -En medicina: Es uno de los más avanzados en cuanto al uso de las impresoras 3D. En Estados Unidos, la FDA aprobó en agosto de 2015 el primer medicamento que puede ser producido por impresión 3D. El medicamento es llamado Spritam y se utiliza para el tratamiento de la epilepsia. La impresión 3D de medicamentos puede permitir a los médicos recetar dosis más precisas, ajustadas a las necesidades de cada paciente.
  -Prótesis: Existen impresoras que son capaces de crear guías quirúrgicas y modelos dentales. Las guías quirúrgicas se usan para que el dentista sepa exactamente dónde debe colocar un implante. Sin embargo, ya se han realizado implantes de prótesis más allá de la odontología. Un estudiante ha creado una prótesis robótica con impresión 3D.
  La bioimpresión permitirá la impresión de células ordenadas de forma predeterminada para replicar tejidos, órganos y vasos sanguíneos.
• El diseño del objeto y la tecnología de las cosas asociada a este.
• Personalización de bienes de consumo: El consumo pasará de prefabricados a fabricación personal pudiendo modificar diseños ya existentes con infinitas variaciones y posibilidades. Adaptando los productos en talla y ergonomía.
• La industria aeroespacial: Tanto la agencia espacial estadounidense, la NASA, como la europea, la ESA están trabajando en el uso de impresoras 3D en el espacio que les permitan crear componentes y herramientas que se puedan imprimir directamente en el espacio, ahorrando en espacio y peso, al tener que llevar solo el material de impresión, evitando malgastar estas valiosas capacidades en objetos o herramientas que quizás no se vayan a utilizar o que una vez utilizados se puedan volver a fundir para crear otros objetos.
• En la industria alimentaria: Para la decoración con materiales de difícil manipulación y diseño de alimentos.
• Industria automotriz: Ford lleva desde finales de los años 80 utilizando esta tecnología en el diseño de sus vehículos, concretamente en la fase de diseño de prototipos, ya que es una forma rápida y efectiva de disponer de los componentes físicamente antes de su producción final.