Impresión 3D

La impresión 3D es una tecnología que permite crear objetos tridimensionales mediante la adición de material capa por capa. Su desarrollo ha supuesto una revolución en la fabricación industrial y en otros muchos campos, ya que frente a los métodos tradicionales que requerían cortar, perforar o esculpir el material las impresoras 3D son capaces de reproducir un modelo en tres dimensiones de forma más rápida y sencilla mediante la fabricación aditiva. 

A partir de diseños de impresión 3D, estas impresoras convierten diseños digitales en objetos físicos. Las impresoras 3D pueden utilizar diversos materiales, de distintas propiedades, incluso en un mismo diseño, entre ellos el ácido poliláctico, el poliestireno de alto impacto, el Laywoo-d3, el acrilonitrilo butadieno estireno o el tereftalato de polietileno, e incluso metales y resinas, todos ellos de gran resistencia pero con distintas propiedades físicas.

Las impresoras 3D permiten una fabricación más rápida, más sencilla y a menor coste que otras tecnologías de fabricación tradicionales, y son también de un gran valor para diseñadores y desarrolladores de producto, que pueden crear sus modelos y prototipos de forma más fácil y económica. 

La impresión 3D comienza con un diseño de impresión 3D: un modelo digital en tres dimensiones que se crea usando un software de diseño asistido por computadora (CAD), como Tinkercad, Blender o AutoCAD. Alternativamente, se puede escanear un objeto existente con un escáner 3D para crear su réplica digital.

Una vez creado el modelo digital, se divide en capas horizontales muy finas mediante un proceso conocido como slicing. Este proceso lo realiza un software específico llamado slicer, que traduce el diseño de impresión 3D en instrucciones que la impresora 3D puede seguir. El software slicer genera un archivo en formato G-code, que contiene las instrucciones específicas para la impresión del objeto capa por capa.

La impresora 3D deposita el material elegido capa por capa, moviendo el cabezal de impresión de acuerdo con las coordenadas del archivo G-code y añadiendo el material donde se necesita. Existen diferentes tecnologías de impresión 3D. La más común es el Modelado por Deposición Fundida (FDM), en la que un filamento de plástico se derrite y se extruye a través de una boquilla caliente. Otras tecnologías incluyen la estereolitografía del primer modelo de Charles W. Hull, que utiliza un láser para solidificar resina líquida, y la Sinterización Selectiva por Láser (SLS), que emplea un láser para sintetizar polvo de material.

Una vez completada la impresión, el objeto puede requerir un post-procesado, que puede incluir la eliminación de estructuras de soporte, su lijado, pulido o proceso de pintado para lograr el acabado deseado. En algunas tecnologías, como la impresión SLA, el objeto impreso debe ser tratado adicionalmente con luz ultravioleta para alcanzar su resistencia final. 

En una primera etapa de desarrollo, la impresión 3D se empleaba fundamentalmente para el diseño y desarrollo de prototipos, pero en la actualidad las impresoras 3D se utilizan también para la creación de productos finales en diversas áreas, desde la industria aeronáutica a la medicina, además de emplearse en la educación o el arte.

Estas son algunas de las aplicaciones para las que ya se está utilizando la impresión 3D:

• Medicina. En este campo las impresoras 3D permiten la fabricación de prótesis adaptadas específicamente a la anatomía de cada paciente; la creación de implantes personalizados, como huesos y articulaciones, que se ajustan perfectamente al cuerpo del paciente; la fabricación de medicamentos o la producción de modelos para la práctica quirúrgica.
• Industria aeroespacial. La impresión en tres dimensiones se utiliza para la fabricación de recambios; de piezas únicas o de bajo volumen cuya creación no sería rentable con métodos tradicionales y para la producción de herramientas y moldes personalizados que optimizan los procesos de manufactura. 
• Industria del automóvil. Esta tecnología facilita la producción de piezas de repuesto personalizadas o descatalogadas, bajo demanda, así como el desarrollo de prototipos funcionales para pruebas y exhibiciones.
• Ingeniería. El campo de la ingeniería ha encontrado en la impresión 3D una aliada para el desarrollo rápido y económico de prototipos para pruebas y validaciones antes de la producción en masa, así como para la fabricación de piezas personalizadas.
• Construcción. La impresión 3D se emplea para la fabricación de estructuras completas o componentes de construcción y para la producción de maquetas detalladas para la planificación y la presentación de proyectos.
• Arte y moda. En estos campos esta tecnología se puede emplear para la creación de obras de arte y esculturas, y el diseño y producción de prendas de vestir, joyas y accesorios. 
• Educación. Las impresoras en tres dimensiones facilitan la producción de modelos para la enseñanza de conceptos complejos en ciencias, en la rama tecnológica y el arte. Además, permite a los estudiantes crear sus propios prototipos.

Como otros ejemplos de las aplicaciones de la impresión 3D, Repsol emplea esta tecnología en diferentes proyectos, como la producción de repuestos en metal para su refinería de Petronor, proyectos de ecodiseño o la creación junto a la startup Recreus de un filamento con fibra de vidrio para su uso en estas impresoras. También colabora con la ONG Ayúdame3D, que ha entregado ya más de medio millar de prótesis de brazo fabricadas a partir de plásticos reciclados en 55 países, de forma gratuita.