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Impresión 3D y Fabricación Remota
Ing. Leidy Cornieles
Decanato de Postgrado
Tecnologías Emergentes




Impresión 3D y Fabricación Remota

La impresión 3D es un grupo de tecnologías de fabricación por adición donde un objeto tridimensional es creado mediante la superposición de capas sucesivas de material.

Una impresora 3D es un dispositivo capaz de generar un objeto sólido tridimensional mediante. (y ahí radica la principal diferencia con los sistemas de producción tradicionales) la adición de material. Los métodos de producción tradicionales son sustractivos, es decir, generan formas a partir de la eliminación de exceso de material. Las impresoras 3D se basan en modelos 3D para definir qué se va a imprimir. Un modelo no es si no la representación digital de lo que vamos a imprimir mediante algún software de modelado. Por dar un ejemplo de lo anterior, con una impresora 3D podríamos generar una cuchara, o cualquier otro objeto que podamos imaginar, usando tan solo la cantidad estrictamente necesaria de material, y para hacerlo deberemos tener la representación del objeto en un formato de modelo 3D reconocible para la impresora.

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La impresión tridimensional permite la creación de estructuras sólidas desde un archivo de ordenador digital. Potencialmente revolucionara la economía de la fabricación, si los objetos se pueden imprimir de forma remota en el hogar o la oficina. El proceso consiste en capas de material que se depositan en la parte superior de cada uno en crear estructuras independientes de abajo hacia arriba. Planos de diseño asistido por ordenador son cortados en sección transversal para las plantillas de impresión, permitiendo que los objetos creados virtualmente puedan ser utilizados como modelos de "copias" a partir de plásticos, aleaciones metálicas u otros materiales.



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Una impresora 3D lo que realmente hace es producir un diseño 3D creado con el ordenador en un modelo 3D físico. Es decir, si hemos diseñado en nuestro ordenador por ejemplo una simple taza de café (por medio de cualquier programa CAD – Diseño Asistido por Computador) podremos imprimirla en la realidad por medio de la impresora 3D y obtener un producto físico que sería la propia taza de café.
¿CÓMO FUNCIONAN LAS IMPRESORAS 3D?
Las impresoras 3D utilizan múltiples tecnologías de fabricación e intentaremos explicar de forma sencilla cómo funcionan.
Las impresoras 3D lo que hacen es crear un objeto con sus 3 dimensiones y esto lo consigue construyendo capas sucesivamente hasta conseguir el objeto deseado. Se puede visualizar en las imágenes a continuación:
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En la imagen anterior vemos 3 figuras. La primera es la que dibujamos nosotros mismos en un papel, por ejemplo, del objeto que queremos imprimir en sus 3 dimensiones, después, con un programa de CAD diseñamos ese objeto en nuestro ordenador que sería la segunda figura, y por último separamos ese objeto en capas para ir imprimiendo capa por capa en la impresora de 3 dimensiones, que es lo que vemos en la tercera figura. Es decir, de un boceto en papel podemos conseguir un objeto en la realidad con el material adecuado.

TIPOS DE IMPRESORAS 3D

Actualmente en el mercado existen dos tipos de impresoras 3D que son las siguientes:

  • Impresoras 3D de Adición: Es las que se va añadiendo el material a imprimir por capas (también se llaman “de inyección de polímeros”)
  • Impresoras 3D de Compactación: En éstas, una masa de polvo se compacta por estratos (capas) y dentro de este método se clasifican en 2 tipos: las que utilizan Tinta o las que utilizan Láser. Las primeras utilizan una tinta que aglomera el polvo para que sea compacto y esa tinta puede ser de diferentes colores para la impresión en diferentes colores. Las segundas utilizan un láser que le da energía al polvo haciendo que este polvo se polimerice y luego se sumerge en un líquido que hace que se solidifique.
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5 formas en las que las impresoras 3D se están utilizando para hacer avanzar la ciencia.


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Impresión 3D en la Luna
Construir algo fuera de la tierra conlleva una dificultades extraordinarias relacionadas principalmente con la logistica y el transporte. Pero los cientificos están estudiando la vialbilidad de aplicar tecnologías de impresión 3D en lugares remotos del espacio, empezando por la luna. Si, lo se, está muy lejos, pero podría ser factible construir y fabricar “cosas” utilizando tecnología de impresión 3D con materiales locales. Y no es casualidad que arquitectos de renombre como Foster, e importantes grupos de industrias se unan a la ESA para probar la viabilidad de la impresión 3D utilizando suelo lunar.



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La compañía tecnológica CSIRO está trabajando en la creación de etiquetas de seguimiento mejoradas utilizando la impresión 3D. Crean etiquetas de forma rápida y barata para estudiar especies de peces grandes como el atún y el tiburón que están en peligro de extinción debido a la pesca excesiva, por lo que cualquier nueva tecnología que pueda ayudar a obtener conocimiento gracias a un eficaz seguimiento, es genial. Tal y como comentan en CSIRO: “Imprimimos las etiquetas durante la noche y luego las enviamos a Tasmania, donde los científicos marinos prueban las etiquetas. Encontramos fundamental la tecnología de impresión 3D ya que nos permite una rápida fabricación de múltiples variaciones de diseño que luego se pueden probar simultáneamente “. Una vez más la personalización y la adaptabilidad casi instantánea se convierte en un atributo de alto valor que la tecnología de impresión 3D aporta a la ciencia y a otras muchos sectores.


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Cada vez es más raro observar huesos y esqueletos reales de dinosaurios en los museos. Son demasiado frágiles, y hasta ahora se han estado usando replicas construidas en modelado de arcilla, piezas de fundición u otro tipo de materiales. Procesos muy difíciles, costosos y complicados, además, el resultado final nunca es del todo satisfactorio. Pero esto está cambiando, los paleontólogos han empezado a imprimir los dinosaurios y otros tipos de fósiles. Los científicos escanean pedazos de huesos y luego las fabrican con impresoras 3D, construyendo a continuación todo el conjunto a una fracción del tiempo empleado hasta ahora, y consiguiendo replicas casi exactas. De esta forma los fósiles reales se mantienen y conservan “a salvo”. Pero hay científicos que van un paso más allá. Investigadores de la Universidad Drexel no sólo están imprimiendo fósiles de dinosaurios en 3D para los museos, también están creando réplicas a escala reducida para crear versiones robóticas de los animales con el fin de estudiar la forma en que se movían y la forma en la que respondían a las tensiones o variables ambientales.


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Investigadores de la Universidad de Toronto han llegado con una nueva piel creada en una impresora 3D. Han desarrollado una impresora que dispensa células de la piel en vivo en vez de filamentos de plástico. Lo explican de la siguiente forma: “Con este dispositivo, hemos dado el primer paso para crear tejido de forma rápida y a gran escala. Algo muy importante para reparar piel que ha sufrido daños por quemaduras u otros tipos de heridas. Es de esperar que en el futuro, en lugar de los injertos de piel tradicionales que se realiza con la propia piel sana de los pacientes, recibirán injertos de piel hechos con máquinas de forma más segura, rápida y económica”.



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En la universidad de Cornell tienen impresos orejas 3D reales, que se pueden usar para tratar defectos de nacimiento como la microtia y ayudar a las personas que han perdido o dañado el oído. El producto fue creado usando la impresión 3D y geles elaborados a partir de las células vivas y es “prácticamente idéntica a la del oído humano.” Las células se obtienen del colágeno en colas de rata y el cartílago de las orejas de vaca.
Otra característica sorprendente de este oído es la rapidez con que se pueden crear. Como comenta el investigador Lawrence Bonassar: “Toma la mitad de un día el diseño del molde, un día o dos como mucho imprimirlo, 30 minutos inyectar el gel, quitamos la oreja 15 minutos más tarde. Recortamos la oreja y luego dejamos en medios de cultivo celular nutritivas antes de su implantación “.



¿QUÉ FUTURO TIENEN LAS IMPRESORAS 3D?

Aunque el concepto de impresora 3D ya tiene su origen en los años 80 actualmente está cogiendo cada vez más y más fuerza y pronto podría ya utilizarse en multitud de industrias.

El futuro de las impresoras 3D es prometedor y a partir del año 2014 empezaremos a estar más familiarizados con ellas y también es posible que podamos hacernos con una a un precio razonable.

¿Hemos llegado ya hasta este punto? Si, esa es la realidad, los humanos ya podemos hacer estas cosas que hasta ahora nos parecían de ciencia ficción! Podemos decir ya que estamos siendo testigos de la 3º Revolución Industrial de nuestra historia por ésta y muchas otras tecnologías.


Fuentes: