Todo lo que necesitas saber sobre la impresión 3D

Tabla de contenido:
¿Qué es la impresión 3D?
Proceso
Tecnologías
Revolución
Usos
Futuro

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¿Qué es la impresión 3D?

Impresión 3D es un proceso de construcción de objetos tridimensionales a partir de un archivo digital. En este punto, este proceso ya no está restringido a una sola tecnología, ya que fue el caso durante su inicio. Hoy, la impresión 3D cubre una variedad de tecnologías que se adhieren a la fabricación de capa por capa.

Puede ser una sorpresa para usted, pero la tecnología de impresión 3D no es una invención nueva. Ganó popularidad en los últimos años, eso es cierto, pero en la industria, la impresión 3D ha sido conocida desde hace bastante tiempo.

Las impresoras 3D son un tema muy amplio. Se utilizan diferentes tecnologías en la impresión que utiliza diferentes métodos, así como diferentes materiales para crear modelos. El más común es el uso de plástico, pero las impresoras más avanzadas (y más caras) permiten el uso de diferentes metales. Algunas impresoras usan bio-tink para imprimir órganos.

Esta variedad de tecnología es lo que hizo que la impresión 3D sea tan popular. Comenzó como un método de creación de prototipos para grandes industrias, pero a medida que pasaba el tiempo, los productores comenzaron a crear impresoras de menor calidad para las empresas más pequeñas, así como para los aficionados.

Aditivo versus sustractivo

El término impresión 3D se ha vuelto intercambiable con la fabricación aditiva. En lugar de cortar o moler una forma de un bloque más grande, o fundir material fundido en un molde, crea objetos de abajo hacia arriba. Este método desperdicia menos material en el proceso de producción, y permite imprimir diseños personalizados, como estructuras de celosía intrincadas, que de otro modo son difíciles o incluso imposibles de crear. La mayoría de las impresoras utilizadas por los aficionados usan un método llamado modelado de deposición fusionada (FDM), que utiliza filamentos de plástico para objetos construidos Capa por capa. Pero el término impresión 3D abarca una gama mucho más amplia de técnicas que se explicarán en los siguientes párrafos.

La fabricación sustractiva, por otro lado, crea objetos al tallarlos de bloques de material, ya sea plástico o metal. Se forman eliminando el exceso de material del bloque para adaptarse a la forma preparada. Este proceso es más comúnmente impulsado por el control numérico de la computadora (CNC). Como puede ver, la fabricación sustractiva no ofrece los beneficios que tiene la fabricación aditiva, y es por eso que CNC tiene un propósito completamente diferente. Si bien la fabricación aditiva le permite crear cualquier forma que desee, la fabricación de sustractivos es ideal para crear modelos que requieren una mínima atención a los detalles.

Proceso de impresión 3D

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El proceso de impresión 3D depende en gran medida de la tecnología utilizada que desea usar. El modelado de deposición fusionado (FDM), que es la tecnología más popular, crea piezas calentando el material y presionándolo a través de un hocico para crear capas del objeto, mientras cura máquinas, usa láseres o proyectores, para solidificar la capa de resina por capa en partes sólidas. Las máquinas de sinterización de láser usan láseres para fusionar metal o polvo de plástico, mientras que las máquinas de aglutinante se adhieren a polvos similares con aglutinantes de polímeros.

El proceso de impresión 3D comienza con la creación de un modelo tridimensional. Hay docenas de software utilizados por la comunidad, y la mayoría de ellos llenan un nicho específico. Pero tanto para principiantes como para profesionales en el modelado 3D, recomendamos usar SelfCad.

Selfcad: una guía completa

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SelfCad es un software de diseño 3D que le permite crear, modificar y preparar fácilmente modelos 3D para la impresión 3D. Está diseñado para ser fácil de usar y útil para principiantes y profesionales. Con SelfCad, puede crear fácilmente modelos 3D, incluso si no tiene experiencia previa con el modelado 3D. También puede personalizar e imprimir sus modelos 3D, lo que lo hace perfecto para aficionados, profesionales y educadores. SelfCad ofrece una amplia gama de características, incluidas herramientas de escultura 3D que puede usar para crear formas orgánicas simples y complejas. Los cepillos de escultura de SelfCad le permiten tirar, empujar y suavizar formas para generar modelos 3D. A diferencia de sus contrapartes cuyos cepillos de escultura son complejos de usar, las herramientas de escultura de SelfCad son fáciles de usar, y usted no es necesario también para tener experiencia previa para usarlos.

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Las herramientas de SelfCad también funcionan directamente en las mallas. Puede usarlo para editar y modificar las mallas y limpiarlas para asegurarse de que estén listos para la impresión 3D. El video muestra cómo puede modificar las mallas en SelfCad.

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Otras herramientas interesantes, como las herramientas de superficie, también son útiles para crear superficies suaves en modelos 3D. Incluyen herramientas para redondear, suavizar y relleno.

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Estas herramientas se utilizan para combinar o restar modelos 3D entre sí. Incluyen herramientas para unión, intersección y diferencia. Son muy útiles, especialmente cuando quieres vaciar un objeto 3D.

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Si desea representar sus diseños, también puede usar el potente software de representación 3D incorporado de SelfCad. Estas herramientas se utilizan para crear imágenes realistas de modelos 3D. Incluyen herramientas para configurar iluminación, materiales y texturas.

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Hay, por supuesto, otras formas de obtener modelos 3D que no solo crearlos usted mismo. Con la creciente popularidad de la impresión 3D, llegó la abundancia de foros y sitios web donde uno puede ir y comprar modelos preparados e imprimirlos ellos mismos.

Otra opción viable es contratar a un profesional independiente para que haga el trabajo por usted. Al igual que con la cantidad de sitios web donde puede comprar objetos prefabricados, puede contratar a un especialista para crear una forma que necesita de acuerdo con sus instrucciones específicas. El formato de archivo general para objetos 3D se llama STL, por lo que tampoco tendrá problemas para exportarlo.

Una vez que el modelo está listo, es hora de cortarlo. Como su nombre indica, el corte es un proceso de división del objeto en capas que la impresora tendrá que crear para imprimir el objeto. El propósito de cortar el software es convertir el modelo en un gcode, que es un formato de archivo utilizado por las impresoras 3D.

Una vez hecho todo esto, es hora de sentarse y esperar a que la impresora termine su trabajo. Este es el momento en que entra en juego la tecnología utilizada por la impresora 3D. Dependiendo de la complejidad y el tamaño del modelo, la impresión puede tardar horas o incluso días en terminar.

Tecnologías de impresión 3D

A medida que la industria se estaba desarrollando, también lo hizo el número de tecnologías utilizadas para la impresión. Algunos de ellos dominaron la industria, mientras que otros permanecieron al margen. Aquí hay una lista de algunos de ellos que todavía están en uso:

Estereolitografía (SLA)

SLA es una forma de fabricación aditiva que utiliza plástico líquido para crear el modelo. La resina líquida se coloca en un IVA, y un láser ultravioleta traza patrones en el material líquido para solidificar una sola capa de un objeto. Posteriormente, se levanta la estructura, mientras que el láser crea las siguientes capas del modelo 3D.

Procesamiento de luz digital (DLP)

DLP es casi idéntico a SLA, con la única diferencia en la fuente de luz utilizada para solidificar el material. Esta tecnología utiliza una fuente de luz más convencional, que está controlada por los espejos para moverla a través de la superficie de la resina.

Modelado de deposición fusionado (FDM)

FDM es probablemente la tecnología más extendida cuando se trata de la impresión 3D. Aquí, los objetos se construyen calentando el material hasta que se derrite, y luego es empujado por una boquilla para crear el objeto, capa por capa. Los objetos de geometría compleja se crean mediante la impresión de estructuras de soporte que mantienen el objeto principal en su lugar.

Sinterización láser selectiva (SLS)

SLS es otra técnica que tiene similitudes con el SLA. La diferencia entre ellos es que SLS usa material en polvo en lugar de uno líquido. Las capas se colocan una encima de la otra por un rodillo, y luego el polvo se solidifica con la ayuda de un láser.

Melting láser selectivo (SLM)

La tecnología SLM es casi idéntica al SLS, con la única diferencia entre ellos el tipo de material utilizado. Mientras que SLS usó material en polvo que está sinterizado con la ayuda del láser, el SLM usa material que se ha derretido.

Fundación electrónica del haz (EBM)

La tecnología EBM es muy similar a la SLM. En EBM, el material en polvo se calienta con el haz de electrones en lugar de un láser, que derrite el material en polvo y forma la forma deseada.

Fabricación de objetos laminados (LOM)

En la tecnología LOM, las capas de material están recubiertas con el adhesivo que se fusiona con una capa de material. El proceso utiliza calor y presión para fusionar materiales, y la forma final se corta con la ayuda de un láser. LOM utiliza variedades de material que incluyen papel, plástico y laminados de metal.

Revolución de la impresión 3D

Como se indicó al principio, a pesar de su creciente popularidad en los últimos años, la impresión 3D no es una tecnología nueva. Industries lo sabía y lo usaba ya que la idea era patentada. Pero aún así, ¿cómo se hizo tan conocida una invención tan especializada?

Al principio, la impresión 3D se usó estrictamente para la creación de prototipos. Incluso antes de que se acuzara el término impresión 3D, se describió como prototipos rápidos. Era algo restringido a los ingenieros y experimentos científicos, pero desde entonces, la impresión 3D fue de gran ayuda. A las industrias le gustó porque ofrecía una rápida prototipos de productos y diseños industriales, y demostró ser rápido y preciso, así como rentable. Pero, ¿cómo es que esa impresión 3D se convirtió en un fenómeno que es hoy?

A medida que la tecnología se desarrolló, cada vez más personas comenzaron a mostrar interés en ella, y a medida que crecía la demanda, los precios bajaron. Las personas comenzaron a ver formas en que la impresión 3D podría ser utilizada por usuarios más informales y no solo las grandes industrias. Comenzaron a imprimir juguetes, accesorios e incluso repuestos. El creciente mercado hizo la industria para repensar su enfoque para la fabricación aditiva.

Producción en masa utilizando impresión 3D

La tecnología de impresión 3D permite a las empresas evitar ciertos problemas de medios de producción tradicionales. Es especialmente el caso cuando se trata de los problemas relacionados con la geometría del producto, ya que la fabricación aditiva permite a las empresas trabajar con formas que antes no se diebren. El crecimiento constante y el desarrollo de la tecnología ampliaron su uso, hasta el punto de que hay conversaciones si la impresión 3D reemplazará los medios de producción tradicionales.

Pero aún así, no importa cuán desarrollada se vuelva esta tecnología, es difícil imaginar que reemplazará los estándares de producción actuales a gran escala. Las prensas tradicionales de moldeo de inyección, por ejemplo, pueden escupir miles de partes por hora. Se mantiene en marcado contraste con las impresoras 3D, donde la capa de impresión tras la capa es casi cómicamente lenta. Por supuesto, las industrias pueden permitirse impresoras mucho mejores que son más grandes y más rápidas de lo que un usuario promedio puede esperar, pero aún no cambia el hecho de que los medios de producción tradicionales son simplemente más efectivos.

Los productos salen rápidamente porque las compañías hicieron grandes inversiones para establecer líneas de producción, equipadas con máquinas y equipos necesarios para producirlas. Las primeras unidades son caras, pero a medida que siguen productos idénticos, sus costos se desploman.

Pero la producción rápida no es el principal punto de venta de la impresión 3D. Al menos, no es uno en este momento. No ofrece nada como esa economía de escala, sin embargo, evita la desventaja de la fabricación estándar, que es la falta de flexibilidad. Cuando las unidades se construyen de forma independiente, se pueden modificar para satisfacer las necesidades de los clientes o para satisfacer los cambios en la moda. Configurar el sistema de producción en primer lugar es mucho más simple porque involucra muchas menos etapas. Es por eso que la impresión ha sido tan valiosa para producir prototipos, productos personalizados y piezas de repuesto raras.

Importancia económica de la impresión 3D

La impresión 3D puede ser beneficiosa para las empresas no solo por la reducción de los errores, la disminución del costo y el tiempo de desarrollo, y la capacidad de construir productos personalizados. Con el crecimiento de la industria de la impresión 3D, las empresas pueden ahorrar dinero en almacenes, ya que almacenar archivos digitales es mucho más barato que almacenar piezas que podrían quedarse en un almacén durante un período prolongado de tiempo. Es especialmente el caso con herramientas especializadas o sus piezas que no están en producción regular. Configurar la producción de una sola parte puede llevar días si no semanas, lo que genera costos adicionales, pero con la impresión 3D, puede comprar un archivo digital con el plan de una determinada parte, arrojarlo a un software e imprimir el objeto en cuestión de horas. Solo podemos esperar que cuando se desarrolle la tecnología, dichos servicios pueden convertirse en la norma, lo que incluso ahora amenaza a las compañías navieras que corren el riesgo de perder una parte del mercado.

¡Pero las compañías mismas no son las únicas que pueden y se beneficiarán de poseer y usar impresoras 3D! La fabricación aditiva se convirtió en una herramienta viable, incluso para el uso diario. Las personas de todo el mundo pueden compartir sus ideas sobre cómo incluso las impresiones más pequeñas pueden mejorar sus vidas, ya sea imprimiendo una pequeña baratija o recreando una parte rota que sería difícil de encontrar en una tienda. Pueden imprimir sus propios juguetes en función de sus películas, juegos o programas de televisión favoritos. ¡Pero las posibilidades no solo terminan allí! Simplemente eche un vistazo a la reciente crisis con Coronavirus, donde los fabricantes de todo el mundo se unieron para ayudar a la producción de máscaras y escudos de cara, debido a la escasez de producción.

Usos de la impresión 3D

La impresión 3D tiene un potencial casi ilimitado. Los únicos factores limitantes son los materiales disponibles para usted y el tamaño de su impresora. El uso de la impresión 3D se puede separar en el de los aficionados y el de los profesionales.

3D para aficionados

Aquellos que incursionen en la impresión 3D como pasatiempo tendrán menos recursos para gastar en él, por lo que sus usos de impresión serán más limitados debido a eso. Como se mencionó anteriormente, la impresión 3D puede ser de gran utilidad en la vida cotidiana. Las personas de todo el mundo pueden compartir sus ideas sobre cómo incluso las impresiones más pequeñas pueden aportar valor a nuestras vidas, así como compartir diseños de repuestos que podrían ser difíciles de encontrar en las tiendas. Se pueden usar para imprimir juguetes y accesorios para usted o como regalos para sus amigos. Las posibilidades son infinitas. Lo mejor es que esas cosas pueden convertirse en una fuente de ingresos. Hay docenas de sitios web donde se pueden compartir sus diseños y cobrar dinero por compartirlos.

Uso profesional

Como se mencionó anteriormente, las industrias usan impresión 3D para múltiples propósitos, y la principal es la creación de prototipos. Ofrece una gran flexibilidad en términos de velocidad, ya que no tienen que ensamblar una nueva máquina o molde para crear el prototipo además de una gran selección de materiales. Permite a las empresas reducir los costos durante la creación de prototipos y las pruebas. Y cuando observamos las mejoras en la impresión 3D a lo largo de los años, podemos esperar que esta eficiencia solo crezca. Pero, a pesar de todo eso, diferentes industrias ven otros usos para esta tecnología. Aquí hay algunos de ellos:

3D en entretenimiento

La industria del entretenimiento ha utilizado el software de modelado 3D y la impresión 3D al máximo. Con él, los artistas pueden crear diferentes modelos para películas, juegos y programas de televisión. Ya no tienen que pasar largas horas para diseñar manualmente una sola pieza, ya que el software puede hacerlo mucho más rápido, con mayor atención al detalle. Se convirtió en un estándar, y no se ha realizado una película de gran presupuesto sin el uso de esta tecnología.

3D en herramientas y reemplazos

Las herramientas de impresión y las piezas de repuesto se pueden contar casi como la extensión de la creación de prototipos, como muy a menudo, esos dos usos van de la mano. Las piezas de repuesto son especialmente obvias. Al probar, es mucho más conveniente agregar cambios al modelo e imprimir la pieza, en lugar de crear la pieza desde cero. Lo mismo ocurre con las herramientas de impresión. En la impresión, puede crear herramientas diseñadas para tareas específicas, creadas a partir de materiales elegidos para la tarea.

3D en atención médica

La atención médica es la industria que probablemente se benefició más al desarrollo de la impresión 3D. Las prótesis es uno de esos campos. La fabricación aditiva permite una producción mucho más barata de prótesis diseñadas específicamente para las necesidades de cada persona. Pero eso no es lo más sorprendente que la impresión 3D hizo para la atención médica. Ahora, se puede usar para imprimir órganos con el uso de células del paciente, lo que anula el riesgo de rechazo de trasplante. Esto significa que los pacientes ya no tendrán que esperar a que los donantes se encuentren en el futuro.

3D en automotriz

La innovación y la reducción de los costos son los impulsores clave en la industria automotriz. Con la impresión 3D, los modelos conceptuales se pueden crear en cuestión de horas e inmediatamente probados. Además, ciertas partes se pueden crear y entregar a pedido. Lo mismo ocurre con la creación de piezas personalizadas para aquellos que esperan una experiencia más personalizada.

3D en arquitectura

Cada proyecto arquitectónico requiere un modelo conceptual para visualizar la idea al cliente potencial. Solía ​​ser un proceso largo y agotador, donde todo tenía que crearse manualmente. Una tarea que se estaba volviendo aún más difícil cuando estaban involucrados diseños y patrones más intrincados. La impresión 3D permite a los arquitectos evitar tales problemas imprimiendo modelos conceptuales exactamente, tal como estaban, diseñados. También es de gran ayuda en el diseño de interiores, donde los artistas pueden imprimir fácilmente y compartir sus ideas con sus clientes.

3D en educación

La impresión 3D permite a los futuros ingenieros, diseñadores y científicos ver y probar sus ideas en la vida real. Introducirlos a la impresión 3D mientras aún están aprendiendo les permite familiarizarse con la tecnología que luego usarán en sus carreras y obtendrán experiencia de primera mano con la creación de prototipos y la mejora de sus creaciones.

Futuro de la impresión 3D

Al pensar en la revolución en desarrollo en la impresión 3D, es difícil no hacer comparaciones entre esta tecnología y otros avances tecnológicos del pasado. Solo mire los avances que habilitan aplicaciones web en primer lugar. Siempre hay escepticismo, y solo unos pocos pueden prever el alcance real del cambio. Pero es inevitable.

La impresión 3D traerá sorpresas similares a lo que hicieron las aplicaciones web en el pasado. Las sorpresas que se verán lógicas en retrospectiva, pero son casi imposibles de imaginar y aceptar hoy. Piense en cómo la fabricación aditiva podría cambiar las estructuras de empresas enteras, reemplazando al personal humano con impresoras altamente desarrolladas. En el futuro, los humanos podrían trabajar solo para atender a las impresoras, y es un pensamiento aterrador.

Y ese futuro podría llegar más rápido de lo que a muchos les gustaría. Al igual que con las aplicaciones web, una vez que las empresas sean testigos y experimentan las ventajas de la fabricación aditiva, se sumergirán en las profundidades. Y a medida que más y más materiales imprimibles estén disponibles, seguirán más fabricantes. Esto es lo que podemos esperar. En los próximos cinco años, habrá sistemas de fabricación aditivos de alta velocidad totalmente automatizados que coincidirán con los medios de producción tradicionales, incluso para piezas estandarizadas. Además de la flexibilidad de esos sistemas y la posibilidad de personalizar el producto, la impresión 3D se convertirá en un rival de los medios de producción tradicionales. Y con él, un contendiente a una gran parte del mercado.

Sin embargo, muchos líderes empresariales no están dispuestos a esperar a que todos los detalles se revelen. Pueden ver los beneficios que la fabricación aditiva puede ofrecer, y el cambio que traerá no solo a la producción sino también a la entrega del producto, ya que la producción digital ofrecerá una gran libertad a los clientes potenciales. Están dando sus primeros pasos para rediseñar los sistemas de fabricación, y sus decisiones solo acelerarán el desarrollo de la tecnología.

Conclusión

La industria de la impresión 3D se está expandiendo rápidamente. Con el crecimiento constante y el desarrollo de la tecnología, cada vez más industrias están dispuestas a invertir en TI y aplicarlo en su proceso de producción. Para algunos, la impresión 3D sigue siendo demasiado ineficiente, pero a medida que las impresoras se vuelven más grandes, más rápidas y más precisas, es solo cuestión de tiempo antes de que también se sumerjan en la tecnología.

La fabricación aditiva puede comunicarse con más clientes aprovechando el reciclaje de los materiales. La mayoría de los materiales utilizados en la impresión 3D son derivados de plástico, y resulta que se pueden usar botellas de plástico desechadas para crear filamentos. Se convierten en gránulos que se pueden usar para la impresión 3D. El reciclaje es una gran tendencia, que las industrias tienen que seguir si quieren mantenerse a la vanguardia de su competencia, por lo que no es de extrañar que algunas compañías ya hayan comenzado a capitalizar esto.

Pero las industrias mismas no son las únicas que se benefician de esta tecnología. Con la creciente popularidad de la impresión 3D, hay un mercado para artículos especializados y personalizados, que es algo que muchos creadores ya aprovecharon.

Incluso las empresas logísticas desconfían del crecimiento de la impresión 3D. Algunos de ellos lo llaman la cuarta modalidad de logística, que permite el transporte digital de productos. Las redes de impresión 3D global pueden y proporcionarán productos una mayor eficiencia, acortando las rutas de transporte y disminuyendo la necesidad de almacenar productos en almacenes durante períodos prolongados de tiempo.

La industria de la impresión 3D se está expandiendo rápidamente. Ya tuvo un gran impacto en el mercado, y continuará creciendo a medida que se pongan en juego cada vez más inversores. Tomará algo de tiempo antes de que se haga cargo del mercado, lo que lo convierte en un momento perfecto para unirse y probarlo usted mismo.

Le agradecemos que se haya tomado el tiempo de leer el artículo y esperamos que haya encontrado la información que estaba buscando. Le animamos a comentar cualquier duda o sugerencia, ¡gracias!€