¿Qué es la impresión 3D y cómo funciona exactamente?

Imagínese si pudiera imprimir objetos tridimensionales directamente desde una impresora en su hogar. Cuando era un niño en la escuela primaria, pensé que sería genial si pudiera imprimir pizzas de mi InkJet. No es a eso que me dirijo en este artículo, pero es un interesante objeto de impresión tridimensional, es decir. Suena como la frontera de la ciencia ficción, y durante mucho tiempo lo fue. Ya no.

El proceso se llama (como es lógico) Impresión 3d. Al igual que la impresión tradicional, que toma una hoja de papel en blanco y crea imágenes bidimensionales y texto de la nada, la impresión 3D crea objetos totalmente realizados de la nada. Es un procedimiento fascinante que puede ser útil en varios campos..

El año pasado, James determinó que la impresión en 3D ya no es un mito. La impresión en 3D: ¿mito o realidad de la ciencia ficción? Impresión 3D - ¿Mito o realidad de la ciencia ficción? Un pilar de la ciencia ficción desde que comenzó el género, la idea de poder crear tus propios objetos en casa es comprensiblemente bastante fascinante. ¿Quién no ha soñado con tener su propio replicador que hace cookies ... Leer más o una idea descabellada? Apenas en los últimos 12 meses, se ha comprobado que es correcto: la impresión 3D apenas está comenzando. Únase a mí para explorar los entresijos de la tecnología de impresión 3D para aprender cómo funciona y qué beneficios podría aportarnos como consumidores..

Breve historia de la impresión 3D

En 1986, un tipo llamado Charles W. Hull presentó una patente para la estereolitografía, que se convirtió en el primer método conocido de crear objetos 3D de la nada. La invención de este método marcó el comienzo de una nueva era de procesos de mecanizado. Mientras que la mayoría de los objetos se construyen utilizando una sustractivo proceso (es decir, tronzado, taladrado, tallado, rebanado, etc.), la impresión 3D utiliza un aditivo proceso (es decir, agregando material).

Las impresoras 3D son caras. Las impresoras tradicionales de papel y tinta le costarán cientos de dólares, pero las impresoras 3D le harán retroceder a decenas de miles. Afortunadamente, no necesita tener una impresora 3D personal ya que ya hay una serie de servicios que imprimirán objetos 3D para usted. Si estás interesado, echa un vistazo a Shapeways y Sculpteo.

Debido a la naturaleza costosa de la estereolitografía, se han iniciado otras formas de impresión 3D. Estas nuevas técnicas tienen sus propias ventajas y desventajas, pero la mayoría de ellas son mucho más baratas y más accesibles para todos..

Técnicas de impresión 3D

Estereolitografía (SLA) es la primera técnica de impresión 3D que se desarrolló. Crea objetos fuera del aire mediante la impresión de capas y capas de un fotopolímero en particular encima de sí mismo. El material comienza como un líquido y cambia a un sólido cuando es golpeado por un haz concentrado de luz ultravioleta.

Procesamiento de luz digital (DLP) es similar a la estereolitografía en el sentido de que utiliza luz para endurecer un líquido hasta formar un sólido. Sin embargo, en el procesamiento de luz digital, el objeto comienza como una cuba de líquido lleno. Una porción del líquido se expone a la luz, que se endurece, luego la placa de construcción se reduce en una pequeña cantidad. Otra inyección de luz endurece más el líquido, y este proceso se repite. El líquido sobrante se drena, dejando un modelo sólido.

Sinterización por láser selectiva (SLS) utiliza un láser de alta potencia para fusionar partículas de material (por ejemplo, plástico, vidrio, cerámica y metal) en una masa que toma la forma tridimensional deseada.

Fusión de haz de electrones (EBM) es un proceso de impresión 3D utilizado para piezas metálicas. El proceso se lleva a cabo en el vacío y comienza extendiendo hacia abajo una capa de polvo metálico (en la mayoría de los casos, titanio). Un haz de electrones luego derrite el polvo en una capa sólida. Los objetos creados de esta manera son sorprendentemente densos y fuertes..

Modelado multi jet (MJM) funciona de manera similar a las impresoras InkJet modernas. Extiende una capa de polvo de resina y luego rocía una sustancia pegajosa de color similar al pegamento que endurece el polvo en una sola capa. El modelado de múltiples chorros es extremadamente útil porque es rápido y admite la impresión en color.

Modelado por deposición fundida (FDM) utiliza una boquilla de extrusión calentada que funde un material (por ejemplo, plástico) cuando sale. La boquilla puede moverse tanto horizontal como verticalmente a través de controles asistidos por computadora. A medida que el material sale de la boquilla, se endurece casi inmediatamente.

Casi todas las formas de impresión 3D requieren un archivo STL. Un archivo STL es un formato específico de modelo 3D que permite a las impresoras 3D dividir el objeto de manera cómoda y efectiva en las capas individuales utilizadas en la impresión real. La mayoría de los archivos STL se crean primero en un programa de diseño asistido por computadora (CAD) y luego se convierten.

Beneficios de la impresión 3D

Las impresoras 3D son útiles tanto a nivel comercial como personal. La única barrera real para la impresión 3D personal es el costo extraordinario involucrado y el know-how técnico necesario para crear modelos STL funcionales. Si puedes superar esa joroba inicial, verás los muchos beneficios.

El trabajo relacionado con el diseño se hace mucho más rápido y más fácil con las impresoras 3D. Los diseñadores pueden tomar conceptos e ideas y producir rápidamente una representación tridimensional operativa llamada prototipado rápido. A medida que el diseño evoluciona con el tiempo, cada iteración se puede crear un prototipo casi inmediatamente.

Las empresas también pueden beneficiarse al utilizar impresoras 3D para crear sus productos finales, no solo prototipos. Los procesos sustractivos terminan con una gran cantidad de materiales desperdiciados en forma de virutas, residuos de perforación y piezas cortadas que son demasiado pequeñas para ser utilizadas en cualquier lugar. El proceso aditivo de impresión 3D elimina la mayoría, si no todas, las formas de desperdicio.

La naturaleza de la impresión 3D permite una fácil personalización. Las líneas de ensamblaje típicas requieren que las piezas de diferencia de un objeto se ajusten de una manera específica o la línea falla. Con una impresora 3D, las personalizaciones personales se realizan en el archivo STL, la impresora no necesita ser alterada.

Y el nivel de detalle que se puede lograr a través de la impresión 3D es fenomenal: no tiene parangón con ningún otro método de fabricación, excepto los objetos diseñados y fabricados completamente a mano. La precisión de una impresora 3D puede llegar a una resolución de 4 micrones. Eso es más delgado que un cabello humano..

La tecnología de impresión 3D no es exactamente lo que cambia el mundo, pero sin duda es fascinante y valiosa. Empresas de todo el mundo ya emplean la impresión 3D en sus procesos de fabricación. Los aficionados ya imprimen objetos singulares para su propio disfrute. Dentro de la próxima década, es totalmente posible que veamos impresoras domésticas que crean objetos 3D a nuestro propio gusto..

Crédito de la imagen: 4 bolas de colores a través de Shutterstock, diagrama MJM a través de TurkCADCAM

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