La impresora 3D es una máquina de la que cada día escuchamos más y que está a punto de invadir la industria tradicional, pero sobre todo, de crear un nuevo tipo de industria: la industria colaborativa también llamada Makers.
Entonces, ¿cómo funciona una impresora 3D y por qué es tan revolucionaria como se dice?
- El principio de la impresión 3D
- Los principales tipos de impresión 3D
- ¿Cómo se controla una máquina de impresión 3D?
- Ejemplo de proceso de impresión 3D en imágenes en joyería
- Los costos de una impresora 3D
El principio de la impresión 3D
En primer lugar, debe entenderse que la impresión 3D es un proceso de fabricación aditiva, a diferencia de los procesos de fabricación 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 impresión 3D funciona mediante la adición localizada de material para crear solo la parte funcional final. Casi no hay pérdida de materia prima (aparte de los soportes).
Concretamente, ¿cómo funcionan las máquinas de impresión 3D?
Para fabricar una pieza física tridimensional, todas las máquinas cuentan con una placa de soporte para imprimir la pieza y una boquilla o cabezal de impresión que se mueve en un plano para imprimir el material.
Por lo tanto, la máquina 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 láser, el cabezal de impresión suele estar estacionario.
Los principales tipos de impresión 3D
FDM
El proceso más popular es FDM para el modelado por deposición fundida, que consiste en depositar un filamento de plástico fundido en el medio de impresión o en la pieza que se está imprimiendo.
Una boquilla que se mueve en un plano extruye un filamento de plástico caliente que, al depositarse fundido, se suelda a la capa anterior.
La mayoría de las impresoras 3D de consumo utilizan este proceso. Utilizando plásticos tipo PLA o ABS, permiten la rápida creación de prototipos o la producción de piezas funcionales para bricolaje, decoración o maquetas.
Vídeo https://www.youtube.com/watch?v=WHO6G67GJbM
Encuentre el ranking de las 10 mejores impresoras FDM de 2016 en este artículo.
SLA
Este proceso empieza a llegar al gran público con impresoras como la 1200 Project o la Formlab que, si están destinadas al sector profesional, también son asequibles para particulares.
Este proceso SLA para aparatos de estereolitografía combina una resina fotosensible líquida con un haz de luz ultravioleta para solidificar la resina.
Con cada capa de impresión, la máquina expone la resina líquida 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 joyería desde hace varios años.
Encuentre el ranking de las 10 mejores impresoras SLA de 2016 en este artículo.
SLS
Este proceso todavía está confinado al sector industrial porque implica una implementación y costos significativos para un individuo.
Este proceso SLS para sinterización selectiva por láser utiliza un láser para fundir un polvo que, al fundirse, se soldará a la capa anterior.
Esta tecnología permite trabajar tanto con cera como con metales, y las primeras piezas metálicas funcionales de la industria se fabrican mediante este proceso.
Video https://www.youtube.com/watch?v=bgQvqVq-SQU
¿Cómo se controla una máquina de impresión 3D?
A diferencia de los centros de mecanizado utilizados en la industria, las impresoras 3D no están controladas, funcionan exclusivamente de forma autónoma.
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 cortará nuestra pieza en rebanadas, cada rebanada representa una vista en sección diferente de la pieza modelada.
Obviamente, cuantas más capas de impresión haya, mejor y más suave será la condición de la superficie de la pieza.
Este archivo STL se envía luego a la impresora 3D que imprimirá sucesivamente todos los cortes de la pieza para llegar al modelo físico completo.
Ejemplo de proceso de impresión 3D en imágenes en joyería
La producción de piezas mediante el proceso de impresión 3D comienza con el modelado informático 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 impresión de la máquina y configurar los soportes de impresión de la pieza. Puede elegir la posición de la pieza en la plataforma de impresión y establecer el número, el tamaño y la ubicación del material de impresión.
Visualización de nuestra parte en la cama de impresión en el software de interfaz de la impresora.
Este software de control de la impresora 3D cortará el entorno de la plancha de impresión (las piezas y sus soportes) en rodajas y las enviará a la máquina de impresión 3D que las imprimirá sucesivamente.
Vista del modelo de resina impreso mediante impresión 3D.
A continuación, la pieza impresa se despega de sus soportes para continuar con el proceso de fabricación 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 comparación de precios de la máquina 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 más caros que el precio de mercado por parte del fabricante, lo que limita la posibilidad de ser suministrados a través de otro proveedor integrando chips electrónicos en el cartucho según con el mismo principio que los cartuchos de tinta de las impresoras tradicionales.
Para las impresoras 3D tipo FDM, recuerde verificar que la máquina acepta materiales de un proveedor externo y compare el precio por kilo de recargas según 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. También en este caso, algunos fabricantes obligan a sus clientes a utilizar su resina integrando un chip en las recargas de la máquina.
Una impresora como Formlab está apostando por aceptar resinas de proveedores externos para construir su éxito (foto fuente).
Por otro lado, el formlab requiere cambiar periódicamente el tanque de impresión 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 electrónico (fuente de la foto)
Gracias a Nicolas Tranchant, usuario profesional de impresoras 3D y gerente de la joyería Vivalatina por este artículo.
Crédito de la foto en miniatura: scanrail / 123RF Image bank
