Impresoras 3D

Publicado en Tecnologíacon fecha 25 - marzo - 2010

 

Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar impresiones de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas mediante la compactación de un polvo que se va depositando en un contenedor. Las impresoras 3D se crearon para transformar archivos de software CAD, diseño asistido por ordenador, pasando de planos en dos dimensiones para piezas industriales o planos arquitectónicos a prototipos y maquetas en 3 dimensiones. Del mismo modo que una impresora convencional es capaz de imprimir una hoja de papel con los esquemas realizados en un programa CAD en 2D, las impresoras 3D son capaces de materializar los diseños en 3 dimensiones.

maqueta impresora 3D

Las versiones comerciales construyen piezas a partir de los datos de un archivo CAD en formato .STL (monocromo) o .VRML (color), fabricando la pieza capa a capa, de abajo hasta arriba. La geometría del modelo se construye esparciendo una capa de polvo, imprimiendo una sección horizontal de la pieza que se compacta y después repitiendo el proceso (esparcir polvo e imprimir sección) hasta terminar la pieza.

Las capas se construyen una encima de otra hasta que la pieza se completa. La geometría de la pieza se soporta gracias al polvo que va quedando alrededor y que no se usa para imprimir sino que se aprovecha de nuevo. Esta tecnología no necesita estructuras de soporte durante la fase de construcción, ya que el polvo cumple esa función hasta que la pieza se desentierra de la cubeta de fabricación. El polvo se retira de la pieza generalmente con aire comprimido y se limpia la placa de impresión.

pieza impresora 3D

Según el método empleado para la compactación del polvo, las impresoras 3D se pueden clasificar en:

* Impresoras 3D de tinta: Utilizan una tinta aglomerante para compactar el polvo. El uso de una tinta permite la impresión en diferentes colores. El polvo composite utilizado puede ser a base de escayola o celulosa (el más común es el de escayola). El resultado es bastante frágil aunque más económico, por lo que conviene someter la pieza a una infiltración a base de cianocrilato o epoxis para darle la dureza necesaria. Las piezas hechas con polvo de celulosa pueden infiltrarse con un elastómero para conseguir piezas flexibles.

* Impresoras 3D láser: Un láser transfiere energía al polvo haciendo que se polimerice. Después se sumerge en un líquido que hace que las zonas polimerizadas se solidifiquen. Este proceso es más lento y costoso, pero las piezas son más resistentes.

* Impresoras que inyectan polímeros: esta tecnología funciona inyectando resinas en estado líquido y curándolas con luz ultravioleta, permite utilizar dos materiales distintos en una misma impresión. Se trata de fotopolímeros de base acrílica con diferentes propiedades físico-mecánicas: variedad de flexibilidades, elongación a rotura, resistencia, colores, etc. Se caracteriza por su precisión y acabado de superficie, lo que hace que su aplicación en matricería resulte muy adecuada. Las piezas están totalmente curadas al terminar la impresión y no hay tiempo de espera, aunque hay que retirar soportes de impresión con un chorro de agua a presión.

* Las impresoras 3D que imprimen a color, son máquinas más evolucionadas en las que las capas se aglutinan con un líquido mezclado con tinta de manera que las piezas se obtienen incluso a color, con una capacidad de 2^24 colores diferentes. Los ficheros que contienen los datos de estas piezas son como los stl, triángulos, que además incorporan la característica del color en cada triángulo, de manera que la impresión de texturas es también totalmente factible siempre que el triangulado del fichero stl sea lo suficientemente pequeño.

ZPrinter impresora 3D

El área de impresión varía según el modelo de impresora entre 20 x 25 cm y 50 x 40 cm, con una altura máxima normalmente de unos 20cm. Estas máquinas dependiendo de la tecnología a utilizar, son capaces de imprimir a mayor o menor velocidad, estando esto muy relacionado con el espesor de capa con el que trabaje.

En la actualidad hay diferentes marcas que comercializan impresoras 3D, modelos ZPrinter a través de ZPrinter, ZCorp, modelos Connex, Eden o Alaris, a través de Objet.

Las impresoras 3D sirven en múltiples industrias: diseño de calzado, arquitectura, packaging, medicina, modelos anatómicos o piezas para educación, topografía y para crear figuritas de acción de videojuegos, comics o películas. Las máquinas tienen un coste de varias decenas de miles de euros, incluso por encima de 50 000 euros, por lo que de momento las hacen casi inalcanzables para su comercialización en consumo doméstico, pero en empresas llevan ya tiempo usandose.

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