Imagínese si pudiera imprimir objetos tridimensionales directamente desde una impresora en su hogar. Cuando era un niño en la escuela primaria, pensé que sería increíble si pudiera imprimir las pizzas de mi InkJet. No es a donde me refiero en este artículo, pero es una idea interesante: imprimir objetos tridimensionales, eso es. Suena como ciencia ficción límite, y durante mucho tiempo lo fue. Ya no.
El proceso es (como es lógico) llamado impresión 3D . Al igual que la impresión tradicional, que toma una hoja de papel en blanco y crea imágenes bidimensionales y texto de forma aparentemente nula, 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 3D ya no es un mito Impresión en 3D: ¿Mito o Realidad de la Ciencia Ficción? Impresión 3D - ¿Mito o Realidad de 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 fascinante. Quién no ha soñado con tener su propio replicador que hace cookies ... Leer más o idea descabellada. Solo en los últimos 12 meses, se ha demostrado que es correcto: la impresión 3D acaba de comenzar. Únase a mí mientras exploro las ventajas y desventajas de la tecnología de impresión 3D para aprender cómo funciona y qué beneficios podría aportarnos como consumidores.
Breve historia de la impresión en 3D
En 1986, un tipo llamado Charles W. Hull presentó una patente para estereolitografía, que se convirtió en el primer método conocido para crear objetos tridimensionales 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 un proceso sustractivo (es decir, tallado, taladrado, tallado, corte, etc.), la impresión 3D utiliza un proceso aditivo (es decir, mediante la adición de 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 decenas de miles. Afortunadamente, no es necesario tener una impresora 3D personal ya que hay una serie de servicios que imprimirán objetos 3D por usted. Si estás interesado, echa un vistazo a Shapeways y Sculpteo.
Debido a la costosa naturaleza de la estereolitografía, otras formas de impresión 3D han sido pioneras. 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
La estereolitografía (SLA) es la primera técnica de impresión 3D que se desarrolló. Crea objetos de la nada mediante la impresión de capas y capas de un fotopolímero particular sobre sí mismo. El material comienza como un líquido y cambia a un sólido cuando es golpeado por un rayo concentrado de luz ultravioleta.
El procesamiento digital de la luz (DLP) es similar a la estereolitografía porque utiliza la luz para endurecer un líquido en un sólido. Sin embargo, en el procesamiento digital de la luz, el objeto comienza como una cuba llena de líquido. Una porción del líquido está expuesta a la luz, que se endurece, luego la placa de construcción se reduce en una pequeña cantidad. Otro disparo de luz endurece más del líquido, y este proceso se repite. El líquido sobrante se drena y deja un modelo sólido.
La sinterización selectiva por láser (SLS) utiliza un láser de alta potencia para fusionar partículas de material (por ejemplo, plástico, vidrio, cerámica y metal) en una masa que adopta la forma tridimensional deseada.
La fusión de haz de electrones (EBM) es un proceso de impresión 3D utilizado para piezas metálicas. El proceso tiene lugar en el vacío y comienza por extender una capa de polvo de metal (con mayor frecuencia titanio). Un haz de electrones luego funde el polvo en una capa sólida. Los objetos creados de esta manera son sorprendentemente densos y fuertes.
El 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 adhesiva de color que endurece el polvo en una sola capa. El modelado multi-jet es extremadamente útil porque es rápido y admite impresión a color.
El modelo de deposición fundida (FDM) utiliza una boquilla de extrusión calentada que funde un material (por ejemplo, plástico) a medida que 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 de inmediato.
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 conveniente 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 conocimiento técnico necesario para crear modelos STL que funcionen. Si puede superar esa joroba inicial, verá 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 funcional, llamada creación rápida de prototipos . A medida que el diseño evoluciona con el tiempo, cada iteración puede crearse un prototipo casi de inmediato.
Las empresas también pueden beneficiarse del uso de impresoras 3D para crear sus productos finales, no solo prototipos. Los procesos de sustracción terminan con una gran cantidad de materiales desperdiciados en forma de virutas, escombros 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 montaje típicas requieren que las piezas de diferencia de un objeto se acoplen de forma específica o la línea falla. Con una impresora 3D, las personalizaciones personales se realizan en el archivo STL; no es necesario modificar la impresora.
Y el nivel de detalle que se puede lograr a través de la impresión 3D es fenomenal, sin igual con cualquier otro método de fabricación a excepción de los objetos diseñados y hechos completamente a mano. La precisión de una impresora 3D puede llegar hasta una resolución de 4 micrones. Eso es más delgado que un cabello humano.
La tecnología de impresión 3D no cambia exactamente el mundo, pero es fascinante y valiosa. Las 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 muy posible que veamos impresoras caseras que crean objetos en 3D a nuestro propio interés.
Crédito de la imagen: 4 Bolas de colores vía Shutterstock, diagrama de MJM a través de TurkCADCAM