Impresoras 3D

En todas las publicaciones que leemos sobre la impresión 3D consideran que estamos ante algo equivalente a una nueva revolución industrial. Y lo cierto es que estamos siendo testigos del impacto que está teniendo en una gran variedad de aplicaciones: diseñadores, ingenieros, investigadores médicos, fabricantes y hasta simple entusiastas por hobby están utilizando esta tecnología en forma asombrosa. Las posibilidades de la impresión 3D no tienen límites, está nueva forma de manufactura está cambiando el mundo.

¿Pero qué es la impresión 3D? Es el proceso de crear objetos tridimensionales sólidos a partir de un modelo digital. Se consigue la impresión 3D usando un proceso aditivo, donde un objeto es creado estableciendo sucesivas capas de material. Por eso también se conoce como manufactura aditiva, y se diferencia de la manufactura tradicional que es sustractiva, donde generalmente se remueve material para fabricar un objeto.

Imagine poder crear en su propia casa cualquier pieza que necesite para un equipo o juguete; imprimir una ropa o accesorio con un patrón que ha descargado de Internet; imprimir objetos que ha visto en un catálogo para decorar su casa; o imagine ir a una tienda y poder ordenar una pieza para su vehículo o maquinaria y que se la impriman de inmediato.

 

¿Cómo funciona la impresión 3D? Generalmente mediante el proceso de la impresión aditiva.

 Modelado: diseño del objeto en 3D con un software CAD (diseño asistido por computadoras)

1. Se convierte el archivo al formato STL (Standard Triangulation Language) que describe la superficie geométrica de un objeto tridimensional.
2. Slicing: proceso de convertir el objeto modelado 3D en secciones digitales para que la máquina pueda utilizarla como una guía para la impresión.
3. Impresión por capas sucesivas de material.
4. Objeto completado

 

Evolución de la impresión 3D

La impresión 3D realmente no es algo nuevo para las grandes empresas de manufactura, que ya tienen años usándola, la novedad actual es que por fin está disponible para cualquier persona que quiera construir algo por hobby o negocio. Hay un documental muy interesante en Netflix llamado “Print the Legend”, sobre la carrera de varias personas por llevar las impresoras 3D a los hogares, ahí conocemos a empresas como MakerBot, Formlabs, Stratasys, y 3D Systems, quienes luchan por ser pioneros y por controlar el mercado de la impresión 3D.

• 1984: La impresión 3D es desarrollada por Chuck Hull, quien inventó un proceso llamado Stereolitografía.
• 1986: La tecnología de impresión 3D es patentada.
• 1988: Se hace disponible para el público.
• 1989: Se patenta la tecnología FDM (Fused deposition modeling), desarrollada por S. Scott Crump.
• 1993: Un grupo de estudiantes del MIT crea la impresión 3D por inyección.
• 1996: Por primera vez se usa la palabra “impresora 3D”.
• 2005: Se comercializa la primera impresora 3D a color de alta definición.
• 2006: RepRap, la primera impresora 3D autorreplicante es desarrollada.
• 2009: Expira la patente de FDM (Fused deposition modeling), una de las principales tecnologías para manufactura 3D, y salen al mercado las impresoras 3D para el hogar.
• 2009: La empresa Organovo desarrolla la primera impresora 3D capaz de fabricar tejidos orgánicos.
• 2014: Expira la patente de SLS (Selective Laser Sintering), la tecnología de impresión 3D de alta calidad.

 

La impresión 3D es importante por su habilidad para revolucionar la manufactura y la sociedad, pasando de la producción masiva a productos personalizados para el consumidor.

Ventajas para el consumidor: El mercado de productos de fabricación masiva se transformará en personalización masiva. El consumidor puede diseñar e imprimir en 3D sus propios productos, o visitar el sitio web de una compañía de impresión 3D y elegir entre una variedad de diseños existentes y modificarlos, o crear un artículo completamente nuevo.

Ventajas para la manufactura: Al ser un proceso aditivo, se construye un objeto con la forma exacta, y además disminuye el uso de prototipos, porque las impresoras pueden imprimir el producto final, lo que ahorra material y costos de producción.  Se producen piezas y partes para ensamblaje hechos con diferentes materiales y en una sola construcción o proceso. Se reduce la necesidad de herramientas y maquinarias, y de prototipos hechos a mano. Se hacen diseños más eficientes, es más fácil hacer cambios al diseño y es más efectiva la experimentación y pruebas. Se reduce la necesidad de  mantener un inventario de moldes físicos para fabricar las piezas.

Demanda de mercado para empleos: Con el potencial de convertirse en una industria de más de 5 mil millones de dólares en el 2020, la impresión 3D generará todo tipo de empleos, técnicos y no técnicos, pero principalmente  para diseñadores, programadores, investigadores, educadores, arquitectos e ingenieros.

Oportunidades de negocio: La impresión 3D ofrece oportunidades para las emprendedores, con precios de las máquinas que van de 2,000 a 3,500 dólares, hay varias modalidades de productos y servicios que se pueden ofrecer: Comercialización impresoras y consumibles; Modelado 3D; Impresión especializada; Servicio de impresión para terceros; Alquiler de impresoras 3D; son sólo algunas de las posibilidades.

 

Aplicaciones de impresión 3D

Aunque ya sabemos que con la impresión 3D se puede crear prácticamente cualquier objeto, aún hay más usos asombrosos de estas tecnologías.

En la industria de la comida: Se pueden crear objetos comestibles de todas las formas y consistencias posibles. Así como se usa el microondas para calentar la comida, imagine una impresora 3D en la cocina para crearle cualquier bocadillo en la forma que se le antoje. La creatividad de los chefs no tendría límites, preparando banquetes con esculturas comestibles con tan solo apretar un botón.

Construcción de casas: ¿Es posible imprimir una casa? Pues sí, Behrokh Khoshnevis de la University of Southern California desarrolló una tecnología para imprimir casas llamada “Contour crafting” la cual ya ha sido probada y usada para construir casas en menos de un día. Se construyen unas impresoras gigantescas que usan concreto de secado rápido. Esta tecnología le interesa a la NASA para construir viviendas para proyectos en la Luna y Marte.

En la medicina: La bioimpresión 3D permitirá la impresión de células en patrones predeterminados para replicar tejido humano, órganos y vasos sanguíneos. Esto puede potencialmente eliminar la necesidad de donantes de órganos y proveer a doctores y cirujanos de tejido humano a demanda. Por otra parte, mediante un escáner se examinan miembros y se provee una detallada imagen computarizada que puede ser usada para imprimir miembros artificiales personalizados. El costo de hacer estas prótesis puede ser reducida a un décimo del costo tradicional.

 

Impresión 3D en la República Dominicana

Según nos informó Rafael Vargas, Director de Operaciones del Parque Cibernético de Santo Domingo, ellos tienen una impresora 3D marca Makerbot para uso de  los que participan en el centro de apoyo al emprendedor universitario de la MESCYT y en la Incubadora de negocios “Emprende”, del Parque Cibernético.  Así mismo, en el Instituto Tecnológico de Las Américas (ITLA), los estudiantes desarrollaron una impresora 3D con tecnologías Open Source.

En cuanto a los centros educativos, el sr. Vargas tiene conocimiento de que el Instituto Tecnológico de Santo Domingo (INTEC) tiene una impresora 3D marca Z Corp. Y Robotech (www.robotechrd.com), empresa de robótica y tecnología, posee varias impresoras 3D para el desarrollo de partes para proyectos por parte de empresas y estudiantes

Existe una empresa de emprendedores dominicanos, 3D Dominicana, que  desarrolla impresoras 3D localmente y pueden ser contactados en www.3ddominicana.com.

En la Zona Franca de San Cristóbal está ubicada la empresa Abordage (www.abordage3d.com), que fabrica modelos 3D de cualquier tipo de proyecto arquitectónico. Esta empresa inició sus operaciones construyendo réplicas de a escala de barcos históricos, las cuales exportan a todas partes del mundo, y ahora usa tecnología de corte láser para la impresión de piezas tridimensionales para arquitectura, medicina y mecánica. Además venden las impresoras 3D de la marca Z Corp.