Antes de que existiera la impresión 3D, los prototipos se tallaban con mucho trabajo invertido en madera o se pegaban con pequeños trozos de cartón o plástico. Podían tardar días o incluso semanas en hacerse y solían costar una fortuna.
Conseguir que se hicieran cambios o modificaciones era difícil y llevaba mucho tiempo, sobre todo si se recurría a una empresa externa de fabricación de maquetas, y eso podía desanimar a los diseñadores a la hora de hacer mejoras o de aceptar comentarios de última hora.
Con la llegada de una mejor tecnología, una idea llamada prototipado rápido (RP) surgió durante la década de 1980 como solución a este problema: significa desarrollar modelos y prototipos mediante métodos más automatizados, por norma general en horas o días en lugar de las semanas que solía tardar el prototipado tradicional.
La impresión 3D es una extensión lógica de esta idea en la que los diseñadores de productos fabrican sus propios prototipos rápidos, en horas, utilizando máquinas sofisticadas similares a las impresoras de inyección o chorro de tinta.
¿Qué es la impresión 3D?
Para la impresión 3D se utiliza el diseño asistido por ordenador (CAD) con el objetivo de crear objetos tridimensionales mediante un método de estratificación.
La creación de un objeto impreso en 3D se consigue mediante procesos aditivos. En un proceso aditivo se crea un objeto colocando capas sucesivas de material hasta que se forma todo el objeto. Cada una de estas capas puede verse como un corte transversal del objeto.
En ocasiones denominada fabricación aditiva, la impresión 3D consiste en estratificar materiales, como plásticos, materiales compuestos o biomateriales, para crear objetos con distintas formas, tamaños, rigidez y colores.
En resumidas cuentas, la impresión 3D puede proporcionar un gran ahorro en los costes de montaje porque puede imprimir productos ya montados. De esta forma, las empresas pueden ahora experimentar con nuevas ideas y numerosas variaciones de diseño sin necesidad de invertir mucho tiempo ni gastar en herramientas.
Así mismo, pueden decidir si los conceptos de los productos merecen la pena para asignar recursos adicionales. y podría incluso cambiar el método de producción en serie del futuro.
Este tipo de tecnología es ya una realidad que está impactando en muchos sectores.
¿Qué son las impresoras 3D?
En pocas palabras, las impresoras 3D utilizan el diseño asistido por ordenador (CAD) para crear objetos 3D a partir de diversos materiales, como plástico fundido, metales o polvos.
Una impresora 3D típica es muy parecida a una impresora de inyección de tinta que se maneja desde un ordenador. Construye un modelo 3D capa a capa, de abajo a arriba, imprimiendo con repeticiones sobre la misma zona en un método conocido como modelado de deposición fundida (FDM).
La impresora, que funciona de forma automática, crea un modelo a lo largo de varias horas convirtiendo un dibujo CAD en 3D sobre muchas capas bidimensionales de sección transversal, es decir, impresiones 2D separadas que se colocan una encima de otra, pero sin el papel entre medio.
En lugar de utilizar tinta, que nunca alcanzaría un gran volumen, la impresora deposita capas de plástico o polvo fundido y las fusiona (y a la estructura existente) con adhesivo o luz ultravioleta.
Estas impresoras tienen una flexibilidad extrema en cuanto a lo que se puede imprimir. Pueden utilizar plásticos para imprimir materiales rígidos, como gafas de sol. También pueden crear objetos flexibles, como fundas de teléfono o mangos de bicicleta, utilizando un polvo híbrido de goma y plástico.
Algunas impresoras 3D tienen incluso la capacidad de imprimir con fibra de carbono y polvos metálicos para obtener productos industriales resistentes.
¿Por qué son importantes las impresoras 3D para el futuro?
Como se ha explicado con anterioridad, las impresoras 3D son bastante flexibles; no sólo en los materiales que utilizan, sino también en lo que pueden imprimir.
Además, son de una gran precisión y rapidez, lo que las convierte en una herramienta de gran potencial para el futuro de la fabricación. En la actualidad, muchas impresoras 3D se utilizan para lo que se denomina prototipado rápido.
Empresas de todo el mundo están empleando impresoras 3D para crear sus prototipos en cuestión de horas, en lugar de perder meses de tiempo y dinero en investigación y desarrollo.
De hecho, algunas empresas afirman que las impresoras 3D hacen que el proceso de creación de prototipos sea 10 veces más rápido y cinco veces más barato que los procesos normales de I+D.
En definitiva, las impresoras 3D pueden desempeñar un papel en casi todos los sectores. No sólo se utilizan para la creación de prototipos, en la actualidad se están encargando de imprimir productos acabados.
El sector de la construcción está utilizando este método de impresión futurista para imprimir casas completas. Las escuelas de todo el mundo están utilizando las impresoras 3D para llevar el aprendizaje práctico a las aulas imprimiendo huesos de dinosaurio y piezas de robótica en tres dimensiones.
La flexibilidad y su adaptabilidad la convierten en un elemento de cambio instantáneo para cualquier industria. Todas las impresoras 3D fabrican piezas basándose en el mismo principio fundamental: un modelo digital se convierte en un objeto físico tridimensional añadiendo material capa a capa. De ahí viene el término paralelo de fabricación aditiva.
¿Cuáles son las impresoras 3D que ofrece el CTCR?
BQ Witbox 2: tecnología FDM (Fusion Deposition Modeling), permite imprimir con filamentos rígidos tipo PLA/ABS o bien con flexibles como TPU o TPE. Tiene muy buenas prestaciones imprimiendo flexibles (plantillas personalizadas) gracias a su extrusor directo.
Mark Two: tecnología FDM al igual que la anterior, pero en este caso se trata de una máquina enfocada al ámbito industrial. Su material base siempre es el Onyx (Nylon) y ofrece la posibilidad de reforzar las piezas con una fibra continua de Carbono, Vidrio o Kevlar. A diferencia de la mayoría de impresoras FDM, es una impresora totalmente propietaria de Markforged (marca) y eso implica que hay que trabajar con su software y sus materiales.
Formlabs 3L: tecnología SLA (estereolitografía), el modo de funcionamiento es el sinterizado de resinas fotopoliméricas mediante un haz láser ultravioleta. Esta máquina en concreto cuenta con dos láseres que capa a capa endurecen la resina siguiendo las trayectorias que genera el “slicer” (segmentador). La pieza se adhiere a la cama y el láser va generando cada capa de forma inversa, es decir, en este caso la pieza sale del revés, desde la cubeta de resina. Esta tecnología permite mucha más precisión que la FDM debido a que el espesor de cada capa de reduce enormemente.
Unidad de curado NexaCure: es una cámara con luz ultravioleta para curado de piezas fabricadas en SLA. Permite mantener la pieza durante un tiempo bajo radiación ultravioleta y, en caso de ser necesario, temperatura para así asegurar el curado completo.
Unidades de postprocesado de la projet 2500 plus: Básicamente se ponen las piezas de la 2500 al baño maría. Se derrite la cera de soporte y cae al fondo, quedando la pieza completamente limpia.
Tumaker NX PRO: es tecnología de deposición fundida, pero en este caso no desde filamento, la novedad es el tipo de extrusor, que imprime desde granza (las bolitas de material) evitando el proceso intermedio de fabricación de filamento. Esta máquina la estamos utilizando para todo lo que tiene que ver con materiales sostenibles, ya que nos permite introducir residuos en las piezas de una forma muy cómoda.
Unidad de lavado NexaWash: es la cámara de lavado para piezas impresas en SLA. Cuando salen de la máquina al estar sumergidas en la resina, quedan gotas y están muy pegajosas. Lo primero que se hace es meterlas en esta cámara y lavarlas durante aproximadamente media hora. El líquido es alcohol isopropílico o bien otros líquidos que suministran los fabricantes con menos olor y más duración.
Projet 2500 plus: una máquina de impresión MJP (MultiJet ptinting), es capaz de depositar la resina fotopolimérica y el material de soporte (en este caso cera) mediante cabezales muy parecidos a los que tienen las impresoras de tinta. Esto le da una precisión de capa de micras, por lo que los acabados son perfectos. Posteriormente capa a capa realiza el curado con luz ultravioleta.
Los soportes de cera son una gran ventaja ya que al derretirse no deja rastro en la pieza y no hay que lijar o quitar partes que hayan quedado adheridas, por lo que la superficie no se ve alterada.
Nexa 3D: impresora SLA, la más rápida del mercado. A diferencia de la Formlabs, esta máquina tiene una matriz ultravioleta, por lo que cada capa se endurece de forma instantánea. (En el caso de la Formlabs es un láser que tiene que ir recorriendo toda la geometría). Esto le hace ganar muchísima velocidad, y una pieza que en la Formlabs tarda un día, en esta máquina puede imprimirse en cuestión de dos horas. Además, da igual que se llene toda la base de impresión, al generarse cada capa del modo en que se genera, el tiempo de impresión no aumenta.
Artillery Sidewinder X2: Impresora 3D económica, similar a la BQ, tecnología FDM, en este caso con gran volumen de impresión, a un precio muy comedido. Ventajas respecto a la BQ es que al contar con una cama caliente puede imprimir una mayor gama de materiales.
Delta Wasp 4070: impresora FDM industrial de gran formato. Permite imprimir con dos filamentos simultáneamente, en este caso solamente rígidos debido al tipo de extrusor. Es capaz de imprimir materiales técnicos a altas temperaturas como por ejemplo el Nylon, que la BQ no es capaz.
