¿Qué es una impresora 3D?

Una de las tendencias más prometedoras del mundo moderno es la creación de objetos tridimensionales mediante impresión 3D. La tecnología de impresión le permite crear productos bastante complejos y detallados. Hoy en día, el uso de la impresión 3D es posible no solo en los sitios de producción, sino también en casa, para ello basta con comprar una impresora 3D.

¿Qué es una impresora 3D?

Una impresora tridimensional es un dispositivo capaz de crear objetos basados ​​en modelos digitales 3D creados. Los productos se obtienen mediante la aplicación de material capa por capa. Como base se utilizan resinas termoplásticas y fotopolímeras, pero con el desarrollo de la tecnología aumenta la cantidad de materiales utilizados como materias primas.

El procedimiento de fabricación se ve así:

1. Se lleva a cabo el proceso de creación de un modelo 3D, es decir. Se desarrolla una imagen visual del producto futuro manteniendo todas las proporciones. El modelo se crea utilizando software especializado.
2. Después de crear el modelo, debes procesar el archivo. El procesamiento consiste en convertir el archivo en un código digital que divide todo el modelo en muchas capas paralelas. De esta forma se generan comandos para el dispositivo 3D, que distribuye el material para crear el objeto.
3. La etapa final es la impresión 3D del producto, es decir. el proceso de creación de un producto mediante la aplicación de material capa por capa.El proceso se realiza mediante un cabezal de impresión (extrusor), que se mueve a lo largo de los ejes 0Y y 0X, es decir. el material se alimenta únicamente a lo largo del plano horizontal de acuerdo con el código del programa de la capa. Para aplicar la siguiente capa, el extrusor se mueve a lo largo de la guía vertical (a lo largo del eje 0Z) a una distancia igual al tamaño de la capa. Después de lo cual comienza a aplicarse la siguiente capa horizontal.

Referencia: El proceso de impresión puede variar según la tecnología de fabricación, pero el proceso general de creación de productos consiste en la aplicación del material capa por capa.

Tipos de impresoras 3D

Los dispositivos se dividen según la singularidad del proceso de impresión, es decir. sobre la tecnología utilizada. Los métodos de impresión más comunes son FDM (modelado por deposición fundida) y SLA (estereolitografía láser).

La tecnología de modelado direccional es uno de los primeros métodos de impresión que surgieron. El termoplástico se utiliza como material para fabricar objetos en forma de agujas de tejer o hilos enrollados en un carrete. El método de impresión es el siguiente:

1. La bobina o filamento se instala en el extrusor. Bajo la influencia del dispositivo calefactor, el material comienza a fundirse y fluye a través del canal hacia la superficie de trabajo.
2. La extrusora se mueve según unas coordenadas determinadas según un código digital. La fabricación se produce en capas con respecto al plano horizontal.
3. En la fabricación de productos complejos se utilizan dos materiales: principal y auxiliar. El artículo está elaborado con material básico. El material auxiliar está destinado a crear soportes temporales, así como a llenar el espacio hueco del producto. PorqueLa impresora no es capaz de imprimir un objeto en el aire sin ningún motivo.

Referencia: El material auxiliar se elimina posteriormente con un disolvente especial o se desprende fácilmente.

Los productos fabricados con tecnología FDM tienen buena resistencia mecánica y química. Estas propiedades se logran mediante el uso de termoplástico de grado industrial. Esta tecnología también es ligera y adecuada para su uso en casa.

Las tecnologías SLA, o estereolitografía, imprimen productos utilizando resinas de fotopolímeros líquidos que se endurecen bajo la influencia de una fuente de energía en forma de láser. Con este método, los productos tienen una alta precisión (hasta 15 micrones). Los objetos se imprimen de la siguiente manera:

1. La superficie de trabajo se baja a un recipiente con líquido de fotopolímero hasta la profundidad de una capa;
2. La fuente de energía (láser) corta la forma del objeto según las coordenadas dadas del mismo;
3. Se produce un proceso de polimerización como resultado del cual se produce un endurecimiento en los puntos de contacto;
4. El procedimiento se repite para cada capa hasta producir el objeto;
5. Después de la producción, el modelo se sumerge en un recipiente con una solución especial para limpiarlo de elementos auxiliares;
6. La etapa final es la irradiación ultravioleta para acelerar el proceso de formación del producto.

La estereolitografía es una de las tecnologías más modernas, pero requiere materiales costosos. También existen tipos de impresión menos conocidos:

SLS (sinterización selectiva por láser) el principio de creación de un objeto es suministrar una fina capa de material en forma de polvo al área de trabajo, que se sinteriza bajo la acción de un láser.La principal ventaja de este método es la ausencia de la necesidad de utilizar elementos auxiliares, pero requiere un tratamiento térmico adicional. No está diseñado para uso en condiciones domésticas.

EBM (fusión por haz de electrones). La tecnología es similar a la sinterización selectiva por láser, pero el producto se crea al vacío y no requiere tratamiento térmico adicional.

La impresión tridimensional incluye un bolígrafo 3D. El principio de funcionamiento es similar a la tecnología FDM, pero tiene una apariencia más miniatura y se utiliza para crear dibujos con un efecto tridimensional.

¿Qué puede hacer una impresora 3D?

Hoy en día, la impresión 3D se utiliza en casi todos los ámbitos de la vida. Hay ejemplos de creación de platos culinarios mediante impresión 3D. Se crean piezas de cualquier complejidad para estructuras más complejas en todas las industrias. Pero el ámbito más relevante y necesario sigue siendo la medicina.

Varias empresas están desarrollando simulantes orgánicos que prácticamente pueden sustituir a los tejidos naturales. La impresión 3D también puede ayudar en el campo de la sustitución de articulaciones. La aplicación más común de la fabricación tridimensional es en odontología. Además de las prótesis, las impresoras se utilizan para fabricar modelos de órganos. Las capacidades de impresión 3D aumentan y son cada día más accesibles.

Las impresoras 3D ayudan no sólo a las personas, sino también a los animales. Uno de los casos famosos es la creación del caparazón de una tortuga que resultó herida en un incendio forestal. Así, el nuevo caparazón salvó la vida del animal, y hay muchos casos de este tipo. Otro caso singular es el de una prótesis de pata de elefante. La singularidad del caso radica en el hecho de que prácticamente no se fabrican prótesis para elefantes debido al gran peso del animal.

La tecnología de impresión moderna le permite crear incluso un edificio completo. La construcción de la pequeña casa (37 m2) llevó a los investigadores sólo 24 horas y costó la mitad que con el método convencional.