Impresión 3D ¿Qué es, cómo funciona y cuál es su potencial?

La tecnología avanza cada día a pasos agigantados, y es que actualmente existen cosas que hasta hace 30 años se pensaba que solo se podría ver en películas de ciencia ficción, tal es el caso de las impresoras 3D, una herramienta de la que muchos artistas, arquitectos, diseñadores y todo el público que tenga la curiosidad puede disfrutar.

Ahora bien, son equipos generalmente costosos, que deben tratarse con mucho cuidado, y cuyos procesos de impresión suelen llevarse un periodo moderado, pero a su vez, imprimen objetos que te dejarán impresionado y al mismo tiempo podrían ser de gran utilidad en tu casa u oficina.

En el siguiente artículo, conocerás qué es la impresora 3D y su historia, cómo funciona y sus principales métodos, además, verás cuáles son sus usos y aplicaciones, así como los materiales que se necesitan para imprimir, del mismo modo, sabrás si realmente se pueden imprimir órganos vitales, de qué forma se puede ganar dinero con una impresora 3D, los mejores equipos que existen en el mercado, y los sitios webs para encontrar modelos de impresión.

¿Qué es la impresión en 3D?

Es un proceso por el cual se crea un objeto físico en tres dimensiones mediante modelos digitales previamente diseñados a través de una impresora 3D, que puede utilizar una gran variedad de materiales y tecnologías con el fin de ir superponiendo varias capas logrando crear la réplica del objeto planteado.

En este sentido, es necesario utilizar un software de impresión, que es el que se encarga de apartar la impresión en varias capas, ya que por cada una de estas, la impresora se irá moviendo sobre el plano establecido y de esta forma liberar el plástico en cada capa, creando la figura deseada.

Historia de la impresión en 3D ¿Quién y cuándo se creó?

El Estadounidense Chuk Hull fue quien invento la impresora 3D. Fundó en el año 1986 la compañía denominada 3D-System, sin embargo, el inventor original de este proceso fue Hideo Kodama, quien no pudo patentar su creación, haciendo que Chuk Hull se adelantara y registrara el invento antes que otra persona lo pudiera hacer.

Posteriormente, en el año 1992 se creó el primer equipo de impresión en 3D, encargándose de su desarrollo la empresa 3D System, el modelo fue el SLA (estereolitografía), y se trataba de un láser ultravioleta que solidificaba un fotopolímero por cada una de las capas que se utilizaban para crear todos los objetos en tercera dimensión. Las primeras piezas no eran exactas, pero se podía pensar en un margen de mejora.

Años después, específicamente en el 2011, especialistas de la universidad de Shouthampton crearon a través de la impresora 3D un avión no tripulado, del mismo modo, también se pudo observar un automóvil de carrocería hecha mediante la impresora 3D, además de joyas y otras piezas de oro y plata.

¿Cómo funciona una impresora en 3 dimensiones?

Su función principal es crear objetos en 3D mediante la superposición de las capas respectivas en dirección de abajo hacia arriba, todo esto necesita de un software especializado, el equipo o la impresora y los materiales indicados para realizar este procedimiento. Como sabes, la impresora 3D ejecuta la impresión de objetos por capas, realizando esta tarea una encima de la otra, y a medida que el proceso se desarrolle el objeto irá ganando forma.

Ahora bien, es importante destacar que el software debe dividir el diseño en capas de grosor fino o delgado, así como el diámetro de los materiales utilizados para la salida, después la impresora se va desplazando encima del plano y de esta forma ir soltando material sobre los ejes correspondientes, seguidamente la figura en 3 dimensiones se debe ir formando correctamente, tal como indica el gráfico proyectado.

Por tanto, para imprimir cualquier figura en una impresora 3D, es necesario tener el archivo del modelo a crear en un software especializado, así como los materiales respectivos para su creación, estos pueden ser termoplásticos, resinas, meta o polímeros, todo dependerá del tipo de máquina y del modelo de pieza que pretendes fabricar.

Tecnologías usadas en la impresión 3D ¿Cuáles son los principales métodos?

Este es un aspecto que se debe tener en cuenta, y que es muy importante conocer, ya que todo dependerá del tipo de objeto, y por supuesto de la impresora la cual vaya a ejecutar el trabajo de impresión. Todos estos métodos son muy utilizados, también disponen de la más alta tecnología con el objetivo de que la creación quede exacta, con todas sus medidas de origen, y así puedas realizar un trabajo a la altura de las exigencias.

Los principales métodos usados en la impresión 3D son:

• Impresión por inyección: en este proceso, la impresora crea el modelo de la capa extendiéndolo por toda la sección de la pieza, esto debe repetirse hasta lograr que todas las capas se impriman. Este tipo de impresión utiliza luz ultravioleta, donde debes inyectar fotopolímero líquido en las bandejas de impresión para endurecer el material y crear la figura.
• Modelado por deposición fundida (FDM): se trata de un sistema mediante el cual un cabezal de extrusión es controlado totalmente por un ordenador, además, el mismo se ejecuta a través de una cámara de temperatura con ambiente controlado, este tipo de controles no deben realizarse de forma tan riguroso ya que corre el riesgo de interrumpir el proceso.
• Estereolitografía (SLA): se trata de un sistema mediante el cual un cabezal de extrusión es controlado totalmente por un ordenador, además, el mismo se ejecuta a través de una cámara de temperatura con ambiente controlado, este tipo de controles no deben realizarse de forma tan riguroso ya que corre el riesgo de interrumpir el proceso.
• Fotopolimerización por luz ultravioleta: también conocida como SGC, requiere de un envase de polímero líquido que debe exponerse a la luz de un proyector, así, este material se endurece poco a poco, a medida que el montaje se vaya desplazando hacia abajo, propiciando que la capas de polímeros se vayan solidificando, hasta crear la pieza.
• Fotopolimerización por absorción de fotones (SLS): este método es utilizado para la impresión de objetos pequeños, funciona mediante el uso de un bloque de gel y un láser, de tal modo de que el gel se endurezca en aquellos lugares donde esta luz se vaya a enfocar, este proceso también es llamado no linealidad óptica de la fotoexcitación.
• Impresión con hielo: realiza este tipo de impresiones utilizando hielo como principal material de impresión, este proceso aún se encuentra en estudio, por lo cual es prematuro divulgar resultados.
• PolyJet: produce piezas y prototipos  con gran precisión y exactitud, del mismo modo, este método dispone de una resolución de capa microscópica de 0,014mm, capaz de imprimir formas y figuras complejas, permitiendo utilizar una gran variedad de materiales para la ejecución de la impresión.

Usos y aplicaciones de la impresión en 3D ¿Para qué sirve?

La impresión en 3D es una herramienta de gran utilidad, y a la vez es una opción que muestra mucha versatilidad, ya que puede ser utilizada para crear objetos que son útiles para diversas áreas y profesiones. Su uso es muy variado y todo dependerá de lo que la persona decida hacer, y de los objetos que se pretendan imprimir a través de la máquina.

Los usos y aplicaciones de la impresión 3D son los siguientes:

• Piezas espaciales: se pretende enviar impresoras 3D al espacio, con la finalidad de que los astronautas puedan fabricar y diseñar ellos mismos las piezas y objetos que necesiten, así como fabricar regalos y adornos, entre otros objetos.
• Modelos educativos: permite fabricar piezas del cuerpo humano para las facultades de medicina o las clases de biología, también puede hacer réplicas de personajes históricos u objetos de la prehistoria.
• Construcción: realiza maquetas de casas y edificios, además de perfeccionar detalles en cuanto a medidas y dimensiones que se puedan ajustar, permitiendo que se ejecuten pruebas reales gracias a los objetos impresos en 3D.
• Prótesis: puede desarrollar una mandíbula o una prótesis maxilar, una vez impresa, estas piezas deben usar titanio y material biomecánico para que no sean rechazadas por el organismo humano.
• Ropa y calzado: utilizando diferentes tipos de materia prima se puede crear diferentes piezas de vestir y calzado, todo esto con una máquina a la que se le pueda adaptar un dispositivo para imprimir elementos como hilo y lana.
• Arte: las personas dedicadas a las artes plásticas pueden utilizar la impresora 3D y así crear objetos como esculturas, objetos, así como expresar sentimientos y emociones utilizando la técnica tridimensional para lograrlo.

¿Qué necesito para imprimir en 3D? Materiales esenciales

Es importante conocer que tipos de materiales son los propicios para que puedas hacer una impresión en 3D, todo dependerá del tipo de pieza a fabricar y la cantidad de elementos a imprimir para de esta forma tener una medida exacta de todo lo que requieres. Cada material tiene sus características bien marcadas, es por ello que necesitas conocer todas las opciones disponibles, y utilizar el que mejor se adapte al objeto que se requiere imprimir.

Los materiales esenciales son:

• PLA.
• PETG.
• Pla Wood.
• Pla Metal.
• Pla Mármol.
• ABS (ACRYLONITRILE BUTADIENE STYRENE).
• TPU (THERMOPLASTIC POLYURETHANE).
• PVA (POLYVINYL ALCOHOL).
• ASA (ACRYLIC STYRENE ACRYLONITRILE).

¿Realmente se pueden imprimir órganos vitales con una impresora 3D?

Mediante la bioimpresión puedes crear estructuras utilizando biotintas que están cargadas de células madre, esto funciona por cada capa, esta biotinta se coloca para imprimir la creación de piel, un órgano o tejidos. Esta técnica está siendo utilizada en muchos laboratorios que se dedican a la creación de riñones, corazones humanos e hígados, entre otros, teniendo como objetivo principal cubrir el déficit de donantes y hacer frente a las necesidades de los pacientes.

Hay mucho trabajo por hacer y todavía se esperan más avances sobre esta técnica, de este modo, se han desarrollado dos métodos para la impresión de órganos, la primera se encarga de fabricar elementos con polímeros biocompatibles con el cuerpo humano, y el segundo, imprime los órganos por capas, con una contención denominada biopapel.

En la actualidad existen muchos proyectos de impresión de órganos humanos, los cuales son los siguientes:

• Corazón bioimpreso en 3D.
• Córneas bioimpresas para evitar la ceguera.
• Ovarios para luchar contra la esterilidad.
• Un hígado pequeño de 90 días de duración.
• Oreja para mejorar la audición.
• Páncreas para combatir la diabetes.
• Piel bioimpresas en caso de quemaduras y lesiones.

¿Cómo ganar dinero con una impresora 3D?

Contar con una impresora 3D, bien sea en la casa o en la oficina, puede representar una excelente oportunidad de generar ingresos, ya que mediante esta tienes la posibilidad de crear figuras, objetos, piezas y muchas cosas más, que fácilmente brindan la oportunidad de colocarlos en venta o ponerlos a disposición de alguna fábrica o empresa.

Es importante tener en cuenta una estructura de costos apropiada, ya que estas impresoras necesitan de mantenimiento, además debes adquirir los materiales necesarios tanto en cantidad como en calidad para realizar los trabajos.

Son varias las opciones que tienes para ganar dinero mediante una impresora 3D,  las más importantes son las siguientes:

• Enseña tus creaciones en Youtube: publica videos donde explicas de forma detallada todos los procesos que se deben ejecutar para imprimir en 3D y hablar sobre aspectos importante como el uso de la impresora, materiales, que tipos de objetos crear, entre otros, y de esta forma captar al público interesado hasta empezar a monetizar en esta plataforma.
• Realiza streaming: para ello, puedes utilizar Twitch, TikTok y hasta YouTube, realizando todo el procedimiento en vivo y directo de todo lo relacionado con la creación de figuras y objetos que puedas hacer, además de responder preguntas y promocionar tus creaciones.
• Mediante las redes sociales: publica tus creaciones en las redes, saca provecho de los famosos marketplaces para promocionar las piezas creadas, de forma tal que tus seguidores y todas las personas interesadas puedan comprar lo que haces.
• Vende tus diseños: quizá sea la mejor fuente de ingresos, dirígete a tiendas de artesanías o lugares donde se puedan interesar en los objetos creados por ti, gracias a la impresión en 3D puedes vender las piezas en grandes cantidades o de manera detallada.
• Imprime para terceros: puedes imprimir para otras personas, solo tienes que ofrecer la impresora y supervisar que todo el proceso se ejecute de forma correcta, ya que el diseño debe estar almacenado en un archivo creado por el autor.
• Realiza servicio técnico: para llevar a cabo esta opción, debes tener una preparación óptima, y conocer todo el funcionamiento de la impresora a la perfección, dependiendo del modelo y la falla, podrás cobrar una tarifa que se ajuste a la complejidad del caso.

Mejores impresoras 3D que debes conocer

El boom de la impresión en 3D empieza a dar sus frutos, y es que no solo los profesionales en diseño o arquitectura son usuarios de estas máquinas, también toda persona que tenga conocimiento de su uso puede disponer de ellas sin ningún tipo de problemas. Existen muchos tipos de impresoras 3D en el mercado, todas ellas con sus funciones específicas, adaptándose a las necesidades requeridas por el usuario, todas de gran calidad.

Las mejores impresoras 3D que debes conocer son:

Comgrow Creality Ender 3

Esta impresora tiene un peso aproximado de 8,6 kilogramos, utilizando tecnología de modelado por disposición fundida, con una velocidad de desplazamiento que llega hasta los 180mm/s. Del mismo modo, dispone de muchas funciones, con la capacidad de poder reanudar la impresión en caso que ocurra un fallo de electricidad, su instalación es bastante sencilla y no emite ningún tipo de ruido.

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FlashForge Finder

Se caracteriza por ser muy silenciosa, utiliza material pla para su funcionamiento, con conexión wifi, su modelo de impresión es 3D FDM, ideal para uso doméstico gracias a las grandes medidas de seguridad que posee. Es compatible con los sistemas operativos Windows y macOS, cuenta con una pantalla táctil para su control con funciones novedosas, además la puedes programar para trabajar en diferentes idiomas.

ANYCUBIC Mega S

Es compatible con diferentes materiales tales como PLA, TPU, ABS y HIP, entre otros, tiene la capacidad de reanudar su actividad en caso que existe algún fallo ocasionado por falta de energía eléctrica, siendo muy fácil de usar. Cuenta con una pantalla a color desde donde puedes controlar todas sus funciones, esta marca es una de las más recomendadas y prestigiosas que puedes encontrar en el mercado.

ELEGOO MARS

Dispone de luces UV de 40w, con una velocidad de impresión de 22, 5mm/h con fotocuración ultravioleta, utilizada para la impresión de objetos de cualquier tamaño y medida. Tiene una pantalla táctil para hacer que su manejo y control sea mucho más sencillo, es precisa al momento de imprimir y muy fácil de usar.

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Sitios web para encontrar recursos y modelos para imprimir en 3D

Existen webs desde donde puedes descargar modelos y diseños de forma gratuita, que te podrán servir como guía para crear objetos a través de la impresora 3D, en estas páginas conseguirás todo lo que necesites y en grandes cantidades. Por otro lado, encontrarás información de todo lo que necesitas saber en cuanto a tamaño, medidas, materiales a utilizar, y técnicas que debe emplear para que todo el proceso sea completamente exitoso.

Los mejores sitios webs para encontrar recursos y modelos para imprimir en 3D son:

Thingiverse.com

Aquí puedes encontrar muchos diseños y descargarlos gratis, se divide en varias categorías, desde donde podrás encontrar información de cada diseño disponible con su respectiva fotografía, también dispone de un panel de comentarios para interactuar con otras personas que hayan realizado la pieza. Por otro lado, cuenta con una sección especial dirigida a los niños, donde se encuentran figuras geográficas y geométricas, ideal para salones de clases o como instrumento de aprendizaje para los pequeños.

Printables.com

Cuenta con miles de usuarios, dispone de un foro donde puedes expresar tus dudas o debatir con otras personas sobre los diversos temas y usos de la impresión 3D, en esta página podrás encontrar cientos de diseños y modelos  para descargar de forma gratuita. Prusaprinter pone a disposición una tienda online donde te permite adquirir materiales y piezas para distintos usos, también muestra instrucciones específicas como por ejemplo, qué tipo de filamentos es viable usar y tutoriales, entre otros.

3DWarehouse.sketchup.com

Es ideal para arquitectos y diseñadores profesionales, en este sitio encontrarás archivos en 3D creados a través del software especializado Sketchup, programa de gran prestigio que permite crear objetos con gran precisión en cuanto a medidas y dimensiones se refiere. 3D Warehouse cuenta con una comunidad con muchos diseñadores de diversos estilos, también sirve de gran ayuda para todos aquellos fabricantes que necesitan modelos y guías para crear nuevos objetos.

Grabcad.com

Es una página dirigida especialmente a ingenieros mecánicos, con el fin de servir de guía para que estos puedan realizar sus creaciones, además, cuenta con foros y así estos profesionales puedan ayudarse al momento de alguna duda o inconveniente. Grabcad tiene una comunidad cercana al millón de ingenieros, donde de forma constante suben diseños para ser descargados por los visitantes de esta web, la mayoría de estos archivos son gratuitos mientras que en otros debes pagar para obtenerlos.