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La tecnología va tan deprisa que los últimos avances son, para muchos, pura ciencia ficción. Es normal sentirse extraño entre asuntos científicos. Sin embargo, sus aplicaciones son tan mundanas como prácticas. Y contribuyen a mejorar la calidad de vida de millones de personas. En estos días previos a la celebración del Día Mundial de la Ciencia para la Paz y el Desarrollo, aprendamos juntos. La impresión 3D: qué es y para qué sirve.

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¿Qué es la impresión 3D?

La impresora 3D permite la construcción de objetos a partir de modelos digitales tridimensionales. Forma parte de las llamadas tecnologías de fabricación aditiva. Es decir, la impresión 3D es la capacidad de fabricar un objeto físico. Que puedes coger. Que tiene volumen. Y que pesa. A partir de la impresión de un objeto digital (el diseño o dibujo hecho por ordenador).

No es una impresión convencional a base de tinta sobre papel. Sino que se hace a partir de la superposición o acumulación de capas finas de un material determinado, puestas unas encima de otras. El objetivo es crear una réplica del objeto.

Tanto los materiales que se utilizan para crear la “copia” del objeto. Como las tecnologías que intervienen en el proceso, varían según de lo que estemos hablando.

Impresión 3D en la industria: qué elementos intervienen

En la impresión 3D participan tres elementos que deben trabajar de forma coordinada:

Software de modelado 3D: el diseño

Se trata de un programa de diseño asistido por ordenador, CAD. Con el que, no solo se diseña sino que también se puede: analizar, evaluar y modificar; un modelo antes de ser fabricado.

Pero para que este programa pueda ser utilizado en la fabricación aditiva, es necesario que permita a los diseñadores industriales guardar sus diseños en formato STL.  

  • Este formato trabaja como intermediario entre el diseño 3D y la impresora.
  • Y hace que el software de control de la impresora (su cerebro) lea y entienda los datos (geométricos) del diseño.

Estos programas suelen estar especializados según lo que se va a diseñar: componentes sólidos, orgánicos, superficies o simulación. Entre los muchos programas para aplicaciones industriales, está SolidWorks.

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Una impresora 3D

En esencia, es la misma idea que la impresora convencional de cualquier oficina. Reproduce el archivo que lee. Solo que, mientras que la impresora convencional está programada para “entender” un código plano, como son las letras de un informe, las gráficas de un análisis de productividad o la imagen de una fotografía…

La impresora 3D comprende la forma de los objetos, sus dimensiones y el espacio que ocupan. La impresora 3D está programada para “entender” un código de volúmenes. Es la impresión en tres dimensiones: largo, ancho y alto.

La tinta: los distintos materiales de impresión

Son tan variados como el tipo de impresora que se necesitará. Y responden a la función que va a desempeñar el objeto que se va a imprimir: termoplásticos, polímeros, metales, resinas… Hasta, como veremos, alimentos.

Por último, conviene saber que: tanto los métodos como la tecnología empleada en la impresión 3D son muy variados.  

¿Cómo funciona una impresora 3D?

Para crear el cerrojo de la puerta de tu coche: primero el diseñador industrial lo dibuja con la ayuda de un programa CAD. Después, la impresora interpreta los datos del dibujo y lo imprime.

Para ello, sobre la superficie de impresión (una bandeja, el suelo…) deposita capas del material que usamos como si fuera “la tinta” (cemento, plásticos, metales…). Y va poniendo capas sucesivas, construyendo el modelo a partir de una serie de secciones transversales.

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Casos sorprendentes: ¿Dónde es útil la impresión 3D?

La impresión 3D permite fabricar casi de todo. Desde un edificio en Holanda (que ya tiene versión española de la mano de una máquina para imprimir in situ) o una réplica a tamaño natural de Tutankamón o una pistola de metal… Destacando sus aplicaciones en medicina, cocina y aviación.

Medicina Regenerativa

Institutos de investigación a lo largo de todo el mundo, desarrollan esta tecnología con el fin de conseguir órganos útiles para trasplantes. Ya se ha conseguido con cartílago, piel, vejigas…

Se puede conseguir a través de una bioimpresora (una impresora 3D cuyo material utilizado para crear la “copia” son cultivos de células humanas). Capaz de “construir” tejidos y estructuras orgánicas complejas.

Pizza espacial

¿Cómo lo hace? Pues con cartuchos donde en lugar de tinta están los ingredientes principales para hacer una pizza: masa, tomate y queso. La fijación de la NASA por ayudar a mejorar la comida de sus astronautas cuando están en el espacio. Y, de paso, darles una alegría. Se ha hecho realidad. Aunque no han sido los primeros en esto de imprimir comida.

En 2013 la barcelonesa Natural Machines, creaba la primera impresora 3D de comida. Hoy son los rusos los que presumen de haber podido imprimir carne en el espacio.

Avión no tripulado

En 2016 la compañía europea Airbus, presentó el primer avión hecho a base de impresión 3D. Se trata de un modelo no tripulado, completamente útil. Compuesto a partir del ensamblaje de piezas impresas por este sistema aditivo. Se llama THOR y ha marcado un antes y un después, porque: es más ligero, reduce los costes de construcción ¡Y los tiempos! Fue creado en un mes.

Hoy Airbus tiene muy en cuenta la impresión 3D desde la fase de planificación en algunos de sus modelos. El poco peso de las piezas, algo fundamental en el diseño de aeronaves. Y la precisión de las mismas, ha hecho de la impresión 3D un sistema de fabricación con cada día más aplicaciones.

Algunas ventajas de impresión 3D en tu fábrica:

Tener el equipo necesario de impresión 3D en tu empresa ofrece algunas ventajas de cara a tus competidores.Pero también es posible contar con los servicios de empresas especializadas. En Proyecta Estudio nos encargamos de la fase de diseño 3D de las piezas que necesites. Con el modelo aditivo puedes:

  • Crear útiles a medida.
  • Series cortas de producción. No siempre se necesita una gran cantidad de una pieza concreta. Con la impresión 3D es posible repartir los costes fabricando en pequeñas cantidades.
  • Cambios rápidos y baratos en un prototipo. Es más fácil introducir variaciones sobre el modelo. Haciendo más sencilla la corrección de errores hasta alcanzar el prototipo definitivo.
  • Menos dependencia del almacenamiento. Al imprimir según se necesita, es más fácil producir con métodos como el “Justo a tiempo o Just in Time. Ayuda a reducir costes.
  • Permite implementar un sistema flexible de fabricación.

Semana de la Ciencia y de la Paz

De cara a la Semana Internacional de la Ciencia y de la Paz, qué mejor que hablar sobre una tecnología, que no deja de sorprendernos desde que se crearon los primeros equipos de fabricación aditiva en los años 70. Tanto por su versatilidad y múltiples aplicaciones como por su enorme aportación científica en campos tan dispares como: la salud, la gastronomía o la arquitectura.

Un excelente representante para conmemorar un día vital para el hombre, el 10 de noviembre, el Día Mundial de la Ciencia para la Paz y el Desarrollo.  

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