Los fundamentos de la impresión 3D

Los fundamentos de la impresión 3D
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Originalmente construido con la misma tecnología que una impresora de inyección de tinta, el proceso básico detrás de la impresión 3D es tan fácil de entender, replicar e implementar, hoy en día se usa para fabricar todo, desde juguetes hasta partes del cuerpo.
Originalmente construido con la misma tecnología que una impresora de inyección de tinta, el proceso básico detrás de la impresión 3D es tan fácil de entender, replicar e implementar, hoy en día se usa para fabricar todo, desde juguetes hasta partes del cuerpo.

Capas múltiples

Fundamentalmente, la impresión 3D implica la construcción de un objeto mediante la colocación de capas sucesivas de materiales, como polvos, líquidos, plásticos, metales y cerámicas, y hacer que se adhieran entre sí. Esta forma de fabricación aditiva comienza creando un modelo tridimensional utilizando un diseño asistido por computadora (CAD).

Siguiendo el patrón

Después de crear el modelo, las instrucciones del archivo CAD se convierten a un formato que la impresora 3D entenderá, como el lenguaje de teselación estándar (STL). Luego, las instrucciones se "dividen" para proporcionar a la impresora 3D secciones transversales a los patrones después de completar cada capa horizontal.

Imprimiendo el producto

Hay muchos métodos de fabricación en 3D. Estos están entre los más populares.

Tecnología de inyección de tinta

Al igual que un chorro de tinta, con la impresión 3D directa, las boquillas rocían un material líquido sobre una superficie. En la impresión 3D, una o ambas boquillas y la superficie de impresión se mueven mientras el material se aplica en capas sucesivas. Este método es muy popular para la creación rápida de prototipos (RP).

Al igual que en la impresión 3D directa, la impresión Binder 3-D combina pegamento (el aglutinante) con un polvo fino: "La primera pasada extiende una fina capa del polvo y la segunda utiliza las boquillas para aplicar el aglutinante. La plataforma del edificio luego baja ligeramente para acomodar una nueva capa de polvo, y todo el proceso se repite hasta que el modelo está terminado ".

Láseres

Varios métodos de impresión 3D utilizan rayos láser para transformar diversos materiales en objetos sólidos.

Un método común, la estereolitografía, utiliza un aparato (SLA) con: “Cuatro partes principales: un tanque... Lleno de plástico líquido (fotopolímero), una plataforma perforada que se introduce en el tanque, un láser ultravioleta (UV) y una computadora que controla [todo. Primero] una capa delgada de fotopolímero... se expone por encima de la... plataforma. El láser UV lo golpea... “Pintando” el patrón del objeto que se está imprimiendo.... El líquido curable por UV se endurece... la plataforma se baja [de nuevo], exponiendo una nueva capa de superficie.... El proceso se repite una y otra vez hasta que se ha formado todo el objeto ".

La sinterización selectiva por láser (SLS) y la fusión selectiva por láser (SLM) también disparan rayos de luz, pero sobre capas delgadas de polvo, en lugar de líquido, sobre la plataforma del edificio: "[El] láser, que está controlado por una computadora que le dice qué objeto "imprimir", pulsa hacia abajo en la plataforma, trazando una sección transversal del objeto sobre el polvo. El láser calienta el polvo justo por debajo de su punto de ebullición (sinterización) o por encima de su punto de ebullición (fusión), que fusiona las partículas del polvo en una forma sólida.... El proceso continúa una y otra vez hasta que se imprime todo el objeto ".

La sinterización directa por láser de metal (DMLS) es una variante popular de este método.

Laminación

Fusionando capas sucesivas de papel, plástico u, ocasionalmente, metal, y luego cortando el producto terminado a la forma deseada, la fabricación de objetos laminados (LOM) funciona de la siguiente manera: "Una lámina continua de material... Se dibuja a través de una plataforma de construcción por... rodillos... Para formar un objeto, un rodillo calentado pasa sobre la lámina de material en la plataforma del edificio, derritiendo su adhesivo y presionándolo sobre la plataforma. Un láser o cuchilla controlada por computadora luego corta el material en el patrón deseado ".

Extrusión

El modelo de deposición fundida (FDM) extruye material termoplástico, que es: "Alimente desde las bahías de material de la impresora 3D al cabezal de impresión, que se mueve en las coordenadas X e Y, depositando material para completar cada capa antes de que la base se mueva hacia abajo en el eje Z y comience la siguiente capa ".

Producción de acabado

Muchos métodos de impresión 3D dejan un residuo, pero la mayoría de ellos se cepilla, se rompe o se lava con detergente y agua.

Productos de consumo

A medida que la tecnología se vuelve más asequible (las impresoras 3D pequeñas están incluso disponibles ahora a precios bastante razonables), las nuevas aplicaciones 3D se anuncian casi a diario. Aquí están algunos de mis favoritos:

Comida

En el laboratorio de máquinas creativas de la Universidad de Cornell, la fabricación de cocina (bueno, comida de todos modos) con impresoras 3D se está convirtiendo en una realidad. Mediante el uso de un método de creación rápida de prototipos conocido como Solid Freeform Fabrication (SFF), los investigadores están demostrando cómo SFF podría transformar tanto la comida refinada como la producción industrial de alimentos.

Hoy en día, varias empresas comerciales están explorando sus opciones 3D comestibles. Al parecer, Hershey está considerando usar la tecnología 3D para "crear dulces con nuevas formas y diseños personalizados", y Foodini ofrece una impresora de alimentos en 3D que "maneja las partes difíciles y lentas de la preparación de alimentos".

Pistolas

Recientemente, se han fabricado pistolas de plástico y metal con tecnología 3D.

El modelo de plástico, llamado Libertador, fue probado por la Oficina de Alcohol, Tabaco y Armas de Fuego (ATF), aunque los agentes no estaban impresionados: "Uno, funcionan. Dos, no son confiables, y tres, son indetectables. Y eso es un problema de seguridad y protección porque pueden ingresar a instalaciones seguras ".

La pistola de metal, una réplica de la pistola Browning 1911, fue fabricada a través de DMLS, está construida con "más de 30 componentes impresos en 3D [y]... es capaz de golpear algunos ojos de toros a más de 30 yardas ".

Las drogas

En la Universidad de Glasgow, los investigadores están desarrollando "química descargable, con el objetivo final de permitir que las personas" impriman "sus propios productos farmacéuticos en el hogar". Sabiendo que la mayoría de los medicamentos están compuestos de algunos ingredientes simples como el oxígeno, el carbono, la parafina y los aceites vegetales. El profesor Cronin cree que podría ser tan fácil llenar su propia receta, como lo es seguir una receta (aunque una escrita por una compañía farmacéutica).

Esto plantea la pregunta: si podemos imprimir recetas en el hogar, ¿qué nos impide imprimir drogas ilícitas? La respuesta corta es - nada: "Una vez que todos tengamos impresoras 3D de nivel atómico, podemos construir nuestras propias píldoras en casa. Entonces, la "sustancia controlada" será finalmente completamente incontrolable ".