La impresión 3D es una tecnología de fabricación capaz de crear un objeto tridimensional mediante la superposición de capas sucesivas de un determinado material. Es decir, es un proceso en el que se pueden crear objetos físicos a través de la colocación de un material en capas a partir de un modelo digital.
La impresión tridimensional es uno de los principales proyectos que se piensa que innovarán la nueva revolución industrial, principalmente, por su carácter sostenible, económico y eficiente. Incluso, algunas empresas ya consideranque las impresoras 3D son equipos fundamentales para la producción de sus productos.
Puede parecer que la impresión 3D es tecnología moderna pero lo cierto es que en el año 1976 ya se desarrollaron los primeros equipos y materiales de construcción de esta. Poco a poco se fueron desarrollando diferentes técnicas, siendo algunas de ellas ampliamente aceptadas hoy en día. Por ejemplo, en 1981 se definió un sistema para generar objetos tridimensionales mediante la creación de un patrón del objeto a formar que dio lugar al formato de archivo STL, el utilizado actualmente.
En el año 1992 se desarrolló la primera máquina de impresión 3D de tipo SLA y fue obra de la compañía 3d Systems. Un láser ultravioleta iba solidificando un fotopolímero capa por capa para crear objetos tridimensionales. A pesar de que no eran piezas muy perfectas, hacía pensar en el gran potencial que podía ofrecer este tipo de máquinas.
En 2006 se construye la primera impresora tipo SLS o de sintetización de láser selectivo. Una máquina que utiliza un láser para fundir materiales durante el proceso de impresión 3D y que dio una gran esperanza a la fabricación de piezas industriales, prótesis, etc. Un par de años más tarde, vió la luz la primera impresora capaz de replicar sus propios componentes, lo que permitía construir impresoras idénticas o piezas de repuesto.
En el año 2011 los ingenieros de la Universidad de Shouthampton diseñaron un avión no tripulado impreso en 3D y fabricado en tan solo una semana. En ese mismo año, se pudo ver también el primer prototipo de un coche cuya carrocería había sido creada a través de la impresión 3D o cómo se llevó esta tecnología a otro mercado muy distinto como el de la joyería, pudiendo incluso imprimir piezas de oro y plata en 3D a partir de ciertos modelos. En los últimos años hemos visto aplicaciones múltiples en implantes dentales, prótesis de huesos, etc. Incluso en 2020 se han utilizado las impresoras 3D para fabricar material sanitario para ayudar en lucha contra el coronavirus en hospitales, adaptadores para respiradores, pantallas protectoras, etc.
La impresión 3D requiere del uso de un software, el hardware de la impresora y los materiales utilizados para la propia impresión. En primer lugar, se necesita un archivo creado con algún software de modelado 3D. Lo siguiente sería buscar el material ideal para su fabricación. Generalmente se utilizando materiales termoplásticos, pero también hay impresoras 3D capaces de utilizar otros materiales como el metal, resinas o polímeros. Eso si, en este caso el coste de las impresoras en mucho mayor puesto que deben ser capaces de fundir el material para su utilización en la impresión por capas. Entre los materiales principales para la impresión 3D están:
El propio proceso de impresión consiste en crear objetos en tres dimensiones a partir de la superposición de capas de abajo hacia arriba. El software divide el gráfico en capas finas y, para cada capa, la impresora se va desplazando sobre el plano para ir liberando material sobre las coordenadas correspondientes y así ir formando la figura en tres dimensiones e idéntica a la diseñada en 2D.
Existen diferentes métodos disponibles para la impresión 3D que se diferencian principalmente en la forma en la que las distintas capas son utilizadas para crear las piezas. Algunas usan métodos de fundido del material para formar las capas mientras que otras depositan materiales líquidos que son solidificados con diferentes tecnologías. Entre los métodos más utilizados caben destacar:
Como podemos imaginar, las aplicaciones de la impresión 3D son múltiples y muy variadas gracias a las diferentes técnicas y materiales que se pueden utilizar en función del tipo de objeto, precisión de detalles y resistencia. Algunos de los ámbitos de aplicación de la impresión de objetos en tres dimensiones son:
Quienes ya están adoptando impresoras 3D han experimentado el ahorro de tiempo y de costes en la creación de productos. Así, a medida que aumente la velocidad de la impresora y la gama de materiales se expanda, nacerán un número cada vez mayor de productos. Y nuevos mercados se verán afectados por la impresión 3D. Por eso, uno de los debates más interesantes que se están produciendo es el que trata de averiguar si a medio plazo habrá una impresora 3d en cada hogar.
Por un lado se encuentran los que afirman que los hogares contarán con una impresora 3d. La reducción de los costes unida a una revolución de los materiales conllevaría que fuera posible instalar una impresora 3d en cada hogar. Algo similar a lo que ocurre hoy en día con las impresoras de tinta. Sin embargo, existe otra corriente que plantea que la revolución va a ser tan extensa y afectará a tantos sectores que será muy complicado disponer de las impresoras adecuadas para todos. O de los materiales necesarios para dichas impresiones. En su lugar, surgirían espacios en los que se pudieran adquirir los resultados impresos sin necesidad de disponer de la maquinaria, los materiales, el diseño y el conocimiento necesario para la impresión 3d.
La impresión 3d es el eje de la cuarta revolución industrial. Por eso, las principales previsiones apuntan a que la tendencia es que el mercado de la impresión 3D se triplique y llegue a alcanzar los 21.000 millones de dólares en 2020. Sin embargo, no podemos ni siquiera intuir los avances que van a producirse gracias a la impresión 3d y la cuarta revolución industrial. Algunas tendencias apuntan a un futuro en el que serán normales ideas como las siguientes: