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Impresoras 3D todo lo que tenes que saber


Una docena de cosas que deberías saber sobre la impresión 3D


Una impresora 3D utiliza la superposición de capas sucesivas de material para construir todo tipo de objetos reales a partir de modelos tridimensionales.


Puede que pienses que la impresión 3D es algo sólo para frikis interesados en imprimir en la soledad de su casa, sus ‘figuritas’ en tres dimensiones. Pero nada más lejos de la realidad. La filosofía DIY y los ‘makers’ están contribuyendo rápidamente a que las impresoras 3D estén cada vez más cerca de ser uno de los fenómenos tecnológicos, industriales y sociales más importantes de este comienzo de siglo XXI.

Esta charla TED de Lisa Harouni, a pesar de datar del 2012 es una buena introducción antes de conocer algunas cosas más sobre esta tecnología.


link: https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=OhYvDS7q_V8

Estas otras charlas TED sobre impresión 3D también son un buena manera de complementar esta docena de cosas que deberías saber sobre la impresión 3D.

1. ¿Por qué? Filosofía DIY


Como he comentado antes, el fenómeno de la impresión 3D tiene muchas de sus raíces en el movimiento DIY. «Hágalo usted mismo» o «hazlo tú mismo», consiste en la fabricación o reparación de cosas por uno mismo, de modo que se ahorra dinero, se aprende y al mismo tiempo nos sirve como forma de entretenimiento. La filosofía ‘Do It Yourself’ o ‘Maker’ es una forma de autoproducción que implica rechazar la idea de tener que comprar siempre a otros las cosas que uno necesita o desea. Se trata de un movimiento contracultural trasladable a cualquier ámbito de la vida cotidiana.

Términos como Grassroot, Economía Colaborativa o Software Libre también están muy ligados a la filosofía que subyace detrás del movimiento y las comunidades de impresión 3D.

2. ¿Qué es la impresión 3D y cómo funciona?


Partiendo de un modelo 3D generado por ordenador, este es procesado mediante un programa que, calculando sus dimensiones y forma, lo transforma en órdenes de movimiento para los motores de la impresora, desplazando el extrusor a distintas posiciones. Este extrusor coge el filamento de plástico sólido y lo derrite creando un hilo de plástico fundido, que va depositando sobre la base de la impresora según lo mueven los motores. El plástico se solidifica una vez depositado, y el resultado es una capa de plástico sólido.

Tras repetir este proceso, se consigue una figura rígida de plástico formada por muchas capas. 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.

Los materiales que actualmente pueden utilizarse para ‘imprimir’ son variados e influyen bastante en el coste de la impresora. Cualquier impresora de ‘bajo coste’ o ‘low cost’ suele funcionar con termoplásticos como el PLA o ABS. Pero existen impresoras 3D capaces de trabajar con metal, fotopolímeros o resina líquida, aunque todavía resultan demasiado caras para entornos no industriales.


link: https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=dnIVrLqrEI8



3. Multiples campos de aplicación

Los campos de aplicación de la impresión 3D son muy variados y cada vez más numerosos. Desde Medicina, hasta Arquitectura, pasando por Ingeniería, Moda o Educación.

El ámbito de aplicación podría llegar a ser prácticamente infinito a medida que las diferentes tecnologías de impresión y los materiales utilizados vayan avanzando y depurándose. Probablemente se podrá llegar a imprimir casi cualquier cosa con una impresora 3D a muy corto plazo.

4. Gran variedad de objetos a imprimir

Que los campos de aplicación de la impresión 3D sean de los más variado, implica que las impresoras 3D sean capaces de imprimir objetos que van desde una simple pieza, hasta una casa o un automóvil. Pasando por comida, objetos de decoración, prótesis e incluso pistolas o vasos sanguíneos.

En China se están construyendo casas con la ayuda de impresoras 3D. Estas impresoras gigantes son capaces de construir una casa en 24 horas.

5. Tipos de impresión 3D

A estas alturas, ya existen en el mercado una buena cantidad de impresoras 3D que conformas una gama bastante completa dónde poder elegir según nuestras necesidades (y presupuestos). Desde las más pequeñas, comunmente llamadas “mini” hasta las más potentes para imprimir a nivel industrial.

Los tipos de impresión más comunes son los siguientes:

Estereolitografía: Fue el primer método concebido. Consiste en la aplicación de un láser ultravioleta a una resina sensible a la luz contenida en un cubo. El láser va solidificando la resina en capas hasta que el objeto adquiere la forma deseada.

Impresión por láser: Más conocido por su nombre en inglés (selective laser sintering o SLS), este método consiste en la compactación del material con el que se quiere construir el objeto -material que se encontrará pulverizado a una temperatura próxima a la fundición- a través de la aplicación de un láser.

Impresión por inyección: Muy similar a la tecnología de impresión por láser, su diferencia con ésta radica en que, en lugar de emplear un láser, el material -que estará en las mismas condiciones que en la tecnología por SLS, es decir, en polvo y a una temperatura cercana a la fundición- se compactará mediante inyección de un aglomerante (tinta). Esta tecnología permite imprimir en color, ya que el aglomerante utilizado puede tener un color u otro.

Impresión por deposición de material fundido: Este método consiste en la expulsión por parte de la máquina de un material fundido sobre un espacio plano. El material deberá ser expelido en hilos minúsculos para poder solidificarse nada más caer a la superficie. El expulsor se irá moviendo para que el material sólido vaya tomando la forma de cada capa.

6. Multitud de sitios web con modelos 3D

Quizás la principal referencia en este sentido sea Thingiverse, una comunidad online impulsada por MakerBot en la que los usuarios idean y comparten sus diseños 3D (miles), acompañados de notas y explicaciones donde detallan los materiales y técnicas utilizados. También es posible descargar los archivos en formato STL necesarios para recrearlos.

Otros sitios web destacados son Fabster, Bld3r o en3d (en español).

7. Hardware y Software de código abierto

La impresión 3D tiene dos grandes patas. Una es el hardware, es decir, las propias máquinas o impresoras que permiten la impresión en 3D. La otra es el software que hace que dichas máquinas impriman modelos en tres dimensiones.

La Prusa i3 es el diseño de impresora 3D más nuevo y actual hecho por el desarrollador principal de RepRap, Prusajr. Es probablemente la impresora más conocida y usada de código abierto, lo que significa en la práctica que puede ser fabricada y vendida por cualquiera. Por eso, varias empresas españolas están desarrollando sus propias Prusa, o incluso ofreciendo modelos propios, eso si, basados en la Prusa i3 o en su modelo anterior (Prusa 2). La Prusa i3 viene en formato de kit, para poder montarla tu mismo.

La mayoría de las impresoras 3D requieren el uso de software de gráficos 3D que guarda los objetos en el formato STL (estereolitografía). El Software Libre se ha perfilado como una de las principales alternativas (y para muchos la única) a la hora de utilizar programas informáticos que nos permitan sacar todo el partido que ofrecen las impresoras 3D. También existe una buena cantidad de software comercial para tal fin. Esta lista de software para impresión 3D engloba las principales alternativas en lo que se refiere a software 3D para poder utilizar una impresora 3D.

8. Gran cantidad de Comunidades y Organizaciones

Las Comunidades, organizaciones y empresas que tienen la impresión 3D como uno de sus principales pilares o que incluso se basan en esta tecnología como su principal campo de acción, son ya muy numerosas. Por ejemplo, en Euskadi gente como Bilbao Makers, Tumaker o Creart3D están contribuyendo al conocimiento y la expansión de la impresión 3D.

La mayoría de estas comunidades y organizaciones se están decantando por hardware y software de código abierto para sus impresoras 3D.

9. Impresoras 3D para todos los públicos

Como ya he comentado antes, la impresión 3D no es algo sólo para frikis. Es para todo los públicos. Tanto para aquellos con unas mayores habilidades tecnológicas como para aquellos con un menor nivel de conocimiento. Incluso el aprendizaje con impresoras 3D es muy recomendable para niños. Soy de los que opina que iniciar a los niños en el pensamiento algorítmico y la programación o en la impresión 3D, puede ser una buena manera de entrenar la mente de los más pequeños.

Hay multitud de recursos en internet para formarnos, además de los cursos y talleres de formación que imparten las comunidades y organizaciones antes citadas.

En cuanto a los precios, las más baratas pueden rondar los 1000 euros, aunque las hay por menos (hasta por poco más de 200 euros), pero también hay que tener en cuenta que estas impresoras 3D servirán únicamente para producir objetos con poca calidad de acabado. A partir de 2000 euros se pueden encontrar impresoras muy decentes con gran calidad de acabado como por ejemplo las que ofrecen las compañías MakerBot o Formlabs. Aunque poco a poco y como todo en tecnología, los precios seguirán bajando.

10. ¿La Tercera revolución Industrial?

La Primera revolución industrial, fue propulsada por la máquina de vapor. El motor de combustión interna, propulsado por combustibles fósiles principalmente derivados del petróleo, dio lugar a la Segunda Revolución Industrial.

Para algunos autores como Jeremy Rifkin, nos encontramos inmersos en una Tercera Revolución Industrial. En esta nueva revolución, podremos ser nuestros propios fabricantes. Es decir, sería un gran avance hacia la manufacturación distribuida.

11. Reducción de la cadena de fabricación y suministro

La impresión en 3D podría contribuir a una importante reducción en estas dos cadenas. Cualquier persona con un diseño 3D puede saltarse toda la cadena y producir por si mismo, sin los intermediarios que a veces dilatan, dificultan y encarecen el proceso. Esto significaría, un menor consumo de energía en la producción y menores costes en logística.



El modelo de fabricación “distribuida” (en lugar de la “fabricación sustractiva”) podría significar en un futuro cercano la posibilidad de sustituir los nodos centrales de la fabricación actual. La fabricación aditiva implica emplear bastante menos energía en la producción y una espectacular disminución de los costes logísticos que vienen derivados del transporte.

12. Futuro ¿Seguirá su ascenso imparable?


Aunque el concepto de las impresoras 3D tiene su origen en los años 80, ha sido hace apenas un par de años cuando la impresión 3D ha comenzado a tomar visos de poder ser una nueva revolución tecnológica y social cómo lo fueron en su día el acceso mayoritario a los ordenadores personales o la conexión a internet en los hogares.

Incluso en los folletos de algunas cadenas de electrónica, comienzan a aparecer impresoras 3D cuando hasta hace muy poco parecía ser algo reservado a unos pocos. Algunos se atreven a sentenciar que «La pregunta no es si en cada casa va haber un impresora 3D, sino en qué habitación».

Veremos cómo evoluciona la impresión 3D en los próximos años y si cumple las expectativas y las esperanzas que muchos han depositado en esta tecnología.



Impresión 3D, la nueva aliada de la medicina




Si alguien pensó que esto de la impresión 3D sólo serviría para ‘jugar’ a hacer figuritas y pequeños gadgets, entonces es que, recordando la frase de Confucio, miró al dedo cuando señalábamos a la Luna. De entre los usos que ya se le están dando a la impresión 3D, destaca sin duda alguna el sector de la medicina y la salud, y ya no sólo hablamos de odontología, donde la impresión 3D lleva décadas haciendo piezas dentales que encajan perfectamente en la boca de los sufridos pacientes de este gremio. Ahora, también tenemos prótesis que se ajustan a la perfección o exoesqueletos que permiten ayudar a caminar o a mover extremidades a personas que, ya sea tras un accidente o por una malformación, han perdido esa capacidad.

Hay un aspecto que está causando furor entre la profesión médica y los pacientes, que es la aplicación a la reconstrucción del rostro, algo que afecta por partida doble a los que sufren estas situaciones, por un lado el dolor y el malestar físico y por otro el social.

Reconstrucción del rostro

Y han sido varios los casos en los que se ha aplicado la impresión 3D para hacer reconstrucciones de rostro en pacientes que, de no ser así, a día de hoy no tenían otra posibilidad, ya que no existía ninguna otra técnica aplicable.

Ya sea por motivos estéticos o funcionales, no es fácil imaginarse qué sentiría Stephen Power cuando se miró al espejo tras una reconstrucción facial. Aseguró que los resultados le han “cambiado la vida”.



El antes y el después de Stephen Power


El estadounidense Terrence Hinz también puede dar buena cuenta de la ayuda que supuso la impresión 3D para ayudar en la reconstrucción de su rostro que quedó completamente dañado tras un duro golpe en 2013, con nariz, frente, pómulos, mandíbula y cuenca de ojos rotas y la nariz incrustada casi en contacto con el cerebro.

Para la reconstrucción, el cirujano James Kaliman se apoyó en una impresión 3D realizada a partir de una tomografía del paciente para vislumbrar los daños sufridos y otra impresión 3D del que sería el rostro final, para poder preparar la operación de reconstrucción.

El británico de 63 años Eric Moger ha sido también beneficiario de una impresión 3D para realizar una prótesis facial para su rostro.

Víctima de un tumor maligno, le extirparon el hueso de la mejilla, el ojo y parte de su mandíbula en la zona izquierda de su cara, dejando una gran cavidad.

En este caso, se imprimió en 3D una prótesis en poliamida para imitar la parte del rostro que faltaba, que, además de la utilidad estética, le permite realizar un movimiento maxilar adecuado para ingerir líquidos.


El antes y el después de Eric Moger con su prótesis facial impresa en 3D


Implante de cráneo


Muy recientemente ha sido desvelado que se ha llevado a cabo una operación en Holanda donde le han implantado un cráneo a una mujer de 22 años que sufría una rara enfermedad que le hacía crecer el grosor del hueso del cráneo, de forma que le presionaba el cerebro dañando sus funciones y con riesgo de muerte.

El cráneo fue realizado en plástico mediante una impresora 3D a partir de los diseños realizados tras escanear la cabeza para hacer una prótesis que encajara en su cabeza a la perfección.



Cráneo impreso en 3D para ser implantado


Exoesqueleto

Los exoesqueletos, manos robóticas y prótesis temporales ya llevan algún tiempo siendo noticia. Desde una simple ‘escayola’ hecha a medida de nuestro miembro a inmovilizar, hasta un exoesqueleto que permite caminar a Amanda Boxtel, parapléjica desde que sufriera un accidente de esquí, pasando por manos robóticas, se abre un mundo de posibilidades que no podemos vislumbrar si tiene algún límite.


Férula a un bebé de 18 meses

Otro caso de éxito ha sido el de Garret, un bebé de tan solo 18 meses que se enfrentaba a la muerte continuamente, ya que sufría traqueobroncomalacia, una dolencia que le hacía asfixiarse por la falta de una válvula.

Unas férulas hechas de policaporolactona, un material absorbible, en una impresora 3D han sido la solución. Tras la operación, Garret vuelve a respirar normalmente.


La férula que salvó la vida a Garret




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