La impresora 3D es una m谩quina de la que cada d铆a escuchamos m谩s y que est谩 a punto de invadir la industria tradicional, pero sobre todo, de crear un nuevo tipo de industria: la industria colaborativa tambi茅n llamada Makers.
Entonces, 驴c贸mo funciona una impresora 3D y por qu茅 es tan revolucionaria como se dice?
- El principio de la impresi贸n 3D
- Los principales tipos de impresi贸n 3D
- 驴C贸mo se controla una m谩quina de impresi贸n 3D?
- Ejemplo de proceso de impresi贸n 3D en im谩genes en joyer铆a
- Los costos de una impresora 3D
El principio de la impresi贸n 3D
En primer lugar, debe entenderse que la impresi贸n 3D es un proceso de fabricaci贸n aditiva, a diferencia de los procesos de fabricaci贸n convencionales que son sustractivos.
Un carpintero crea una pieza funcional de madera quitando material de un bloque de madera maciza. Del mismo modo que un maquinista crea una pieza de metal mecanizando una pieza de metal de mayor volumen y peso que la pieza final.
A diferencia de estos procesos, la impresi贸n 3D funciona mediante la adici贸n localizada de material para crear solo la parte funcional final. Casi no hay p茅rdida de materia prima (aparte de los soportes).
Concretamente, 驴c贸mo funcionan las m谩quinas de impresi贸n 3D?
Para fabricar una pieza f铆sica tridimensional, todas las m谩quinas cuentan con una placa de soporte para imprimir la pieza y una boquilla o cabezal de impresi贸n que se mueve en un plano para imprimir el material.
Por lo tanto, la m谩quina imprime en un solo plano en cada etapa y es el apilado de estos planos lo que crea el volumen de la pieza impresa.
Nota: Para procesos que utilizan luz ultravioleta o l谩ser, el cabezal de impresi贸n suele estar estacionario.
Los principales tipos de impresi贸n 3D
FDM
El proceso m谩s popular es FDM para el modelado por deposici贸n fundida, que consiste en depositar un filamento de pl谩stico fundido en el medio de impresi贸n o en la pieza que se est谩 imprimiendo.
Una boquilla que se mueve en un plano extruye un filamento de pl谩stico caliente que, al depositarse fundido, se suelda a la capa anterior.
La mayor铆a de las impresoras 3D de consumo utilizan este proceso. Utilizando pl谩sticos tipo PLA o ABS, permiten la r谩pida creaci贸n de prototipos o la producci贸n de piezas funcionales para bricolaje, decoraci贸n o maquetas.
V铆deo https://www.youtube.com/watch?v=WHO6G67GJbM
Encuentre el ranking de las 10 mejores impresoras FDM de 2016 en este art铆culo.
SLA
Este proceso empieza a llegar al gran p煤blico con impresoras como la 1200 Project o la Formlab que, si est谩n destinadas al sector profesional, tambi茅n son asequibles para particulares.
Este proceso SLA para aparatos de estereolitograf铆a combina una resina fotosensible l铆quida con un haz de luz ultravioleta para solidificar la resina.
Con cada capa de impresi贸n, la m谩quina expone la resina l铆quida a los rayos UV que luego se solidifica y se suelda a la capa anterior de resina.
Este proceso se ha utilizado en el sector dental y de la joyer铆a desde hace varios a帽os.
Encuentre el ranking de las 10 mejores impresoras SLA de 2016 en este art铆culo.
SLS
Este proceso todav铆a est谩 confinado al sector industrial porque implica una implementaci贸n y costos significativos para un individuo.
Este proceso SLS para sinterizaci贸n selectiva por l谩ser utiliza un l谩ser para fundir un polvo que, al fundirse, se soldar谩 a la capa anterior.
Esta tecnolog铆a permite trabajar tanto con cera como con metales, y las primeras piezas met谩licas funcionales de la industria se fabrican mediante este proceso.
Video https://www.youtube.com/watch?v=bgQvqVq-SQU
驴C贸mo se controla una m谩quina de impresi贸n 3D?
A diferencia de los centros de mecanizado utilizados en la industria, las impresoras 3D no est谩n controladas, funcionan exclusivamente de forma aut贸noma.
La pieza a fabricar se modela primero con software CAD.
Luego, el archivo 3D de la pieza se procesa mediante un software de "rebanado" que cortar谩 nuestra pieza en rebanadas, cada rebanada representa una vista en secci贸n diferente de la pieza modelada.
Obviamente, cuantas m谩s capas de impresi贸n haya, mejor y m谩s suave ser谩 la condici贸n de la superficie de la pieza.
Este archivo STL se env铆a luego a la impresora 3D que imprimir谩 sucesivamente todos los cortes de la pieza para llegar al modelo f铆sico completo.
Ejemplo de proceso de impresi贸n 3D en im谩genes en joyer铆a
La producci贸n de piezas mediante el proceso de impresi贸n 3D comienza con el modelado inform谩tico de un modelo.
En este caso, es un anillo modelado por software CAD. 
Foto virtual y vistas CAD del anillo.
El modelo 3D de nuestro anillo se guarda en formato STL antes de enviarse a un software de interfaz de impresora 3D.
Este software permite colocar la pieza en la plancha de impresi贸n de la m谩quina y configurar los soportes de impresi贸n de la pieza. Puede elegir la posici贸n de la pieza en la plataforma de impresi贸n y establecer el n煤mero, el tama帽o y la ubicaci贸n del material de impresi贸n.
Visualizaci贸n de nuestra parte en la cama de impresi贸n en el software de interfaz de la impresora.
Este software de control de la impresora 3D cortar谩 el entorno de la plancha de impresi贸n (las piezas y sus soportes) en rodajas y las enviar谩 a la m谩quina de impresi贸n 3D que las imprimir谩 sucesivamente.
Vista del modelo de resina impreso mediante impresi贸n 3D.
A continuaci贸n, la pieza impresa se despega de sus soportes para continuar con el proceso de fabricaci贸n que le corresponde.
Vista del producto terminado elaborado a partir del master impreso en 3D.
Los costos de una impresora 3D
Al comprar una impresora 3D, la comparaci贸n de precios de la m谩quina no debe limitarse al precio de compra. Estas impresoras requieren consumibles que pueden ser costosos y tener costos ocultos que no son visibles durante la compra.
En cuanto a las impresoras tipo FDM, por ejemplo, aunque utilizan materias primas asequibles, los cartuchos de recarga pueden revenderse mucho m谩s caros que el precio de mercado por parte del fabricante, lo que limita la posibilidad de ser suministrados a trav茅s de otro proveedor integrando chips electr贸nicos en el cartucho seg煤n con el mismo principio que los cartuchos de tinta de las impresoras tradicionales.
Para las impresoras 3D tipo FDM, recuerde verificar que la m谩quina acepta materiales de un proveedor externo y compare el precio por kilo de recargas seg煤n los modelos de impresora.
Para las impresoras tipo SLA, el coste de las resinas puede variar de 200 a 1300 euros el litro dependiendo del uso recreativo o profesional de estas resinas. Tambi茅n en este caso, algunos fabricantes obligan a sus clientes a utilizar su resina integrando un chip en las recargas de la m谩quina.
Una impresora como Formlab est谩 apostando por aceptar resinas de proveedores externos para construir su 茅xito (foto fuente).
Por otro lado, el formlab requiere cambiar peri贸dicamente el tanque de impresi贸n lo que genera un costo mientras que el proyecto 1200, mediante el uso de cartuchos intercambiables, lo evita.
foto que muestra un cartucho de impresora de 1200 proyectos con su chip electr贸nico (fuente de la foto)
Gracias a Nicolas Tranchant, usuario profesional de impresoras 3D y gerente de la joyer铆a Vivalatina por este art铆culo.
Cr茅dito de la foto en miniatura: scanrail / 123RF Image bank
