La revolución tecnológica de la impresión 3D: ¿para qué sirve y cuál es su futuro?

La impresión 3D ha irrumpido en la escena tecnológica como una fuerza revolucionaria que está transformando por completo la forma en que concebimos la fabricación y la creación de objetos. Esta tecnología disruptiva ha abierto las puertas a un universo de posibilidades previamente inimaginables, donde la materialización de ideas y diseños se ha convertido en una realidad que trasciende lo virtual.

La impresión 3D, también conocida por su calco inglés como fabricación aditiva, es un proceso por el que un modelo digital se transforma en un objeto tridimensional tangible a través de la impresión de numerosas capas sucesivas de material. 

Esta innovación tecnológica se ha popularizado mucho porque hace que la manufactura y los productos derivados de ella sean más accesibles para el ser humano, tanto por el precio de las impresoras 3D como por su menor tamaño en comparación con la maquinaria industrial convencional.

¿Cómo funciona la impresión 3D?

Los pasos de la impresión 3D los podemos resumir escuetamente en tres:

• Diseño digital
  
  
• Slicing o cortado en capas

• Impresión

El primer paso es confeccionar un diseño del objeto que se quiere imprimir mediante software de diseño asistitido (CAD), es decir, programas informáticos especializados en la creación de planos, dibujos técnicos y representaciones esquemáticas tridimensionales. Alternativamente, también se puede hacer este diseño con un escáner 3D, que es un dispositivo que copia el diseño de los objetos escaneándolos desde diferentes ángulos.

Una vez esté listo el diseño digital, se ha de prepararlo para su impresión. Para ello, se debe cortar el modelo en miles de capas horizontales muy finas en un proceso que en inglés se denomina slicing (cortado). Pero no es que solo lo recorte, sino que convierte el código de todas estas capas para darle instrucciones a la impresora 3D.

El paso final consiste simplemente en subir el modelo en capas a la impresora 3D vía wifi o USB para que esta pueda ir imprimiendo poco a poco cada una de las capas de lo que será el objeto tridimensional resultante. 

En el proceso de impresión 3D en sí, la impresora empezará a formar capas de material mediante extrusión, es decir, el proceso de empujar los filamentos de material hasta el exterior de la boquilla. Cada tipo de impresora 3D utilizan un procedimiento de extrusión diferente.

Lo más normal es que la impresora 3D tenga una boquilla que expulse material semilíquido como plástico fundido, mental o pegamento. Esta se irá desplazando por el plano en dirección horizontal y vertical, colocando el material capa a capa según el diseño que se le haya dado como modelo.

¿Para qué sirve la impresión 3D?

La impresión 3D ha demostrado tener una versatilidad asombrosa y ha encontrado aplicaciones en diversos campos. A continuación, exploraremos algunas de las áreas más relevantes en las que esta tecnología ha dejado su huella.

Prototipado de productos

Al hablar de prototipado, nos referimos a la impresión 3D de productos y partes de productos de forma estandarizada. Esto permite concebir productos de forma más precisa y original a través del modelado 3D previo, así como la fabricación de productos en mayores cantidades. Se pueden prototipar muchos productos como objetos de decoración, utensilios de cocina y otros muchos elementos. 

Además, en este sentido, la impresión 3D abarata el coste de los productos que antes se fabricaban con procedimientos más caros y extensos y que ahora se pueden fabricar con poca intervención humana y en masa.

Plantillas de piezas en mecanizado

El potencial del prototipado de la impresión 3D no se queda solo en la manufactura de productos finales, sino también de piezas mecánicas que sirven para componer productos más grandes como coches. Por ejemplo, en el sector automovilístico y electrodoméstico, la impresión 3D se erige como una herramienta muy potente para probar diferentes piezas en un producto y para producir componentes a medida.

Hay multitud de tipos de impresión 3D que varían en su nivel de precisión, materiales, velocidad, coste y complejidad. Así pues, todo profesional de la ingeniería mecánica actualizado debería estar al tanto de los tipos de impresión 3D existentes y su aplicación en la generación de plantilla de piezas en mecanizado.

Impresión 3D en la medicina

La impresión 3D ha supuesto un avance sin precedentes en el campo de la medicina, revolucionando la forma en que se abordan los diagnósticos, tratamientos y procedimientos médicos. El logro más destacable que ha sellado la impresión 3D en la medicina ha sido la creación de prótesis personalizadas para pacientes con amputaciones y malformaciones congénitas.

Por extensión, también se está investigando la impresión 3D de estructuras celulares como tejidos y órganos. Esta tecnología tiene el potencial de revolucionar los trasplantes de órganos y el tratamiento de enfermedades crónicas, ya que se podrían fabricar órganos a medida para cada paciente, eliminando la necesidad de donantes y reduciendo el riesgo de rechazo.

Impresión 3D en la industria aeroespacial

La impresión 3D se ha convertido en un pilar fundamental para el sector aeroespacial, redefiniendo la fabricación y promoviendo avances significativos en el diseño y rendimiento de componentes. Esto se debe a la precisión quirúrgica de la impresión 3D para producir piezas personalizadas y ligeras (factor clave en la fabricación de vehículos aéreos y espaciales) con suma rapidez.

Así pues, la impresión 3D en el sector aeroespacial permite reducir costes de combustible, innovar continuamente en la creación de nuevas estructuras y reponer piezas rotas muy específicas a la velocidad de la luz.

Futuro de la impresión 3D

El futuro de la impresión 3D se presenta como un emocionante viaje hacia lo desconocido, donde las fronteras de la imaginación y la tecnología se desvanecen. 

En el campo de la medicina, por ejemplo, la impresión 3D podría llevarnos a una era de tratamientos personalizados, donde órganos y tejidos fabricados a medida sean una realidad cotidiana, transformando radicalmente la atención médica y aumentando las posibilidades de supervivencia para millones de pacientes.

En la industria y las ingenierías, la fabricación aditiva podría desencadenar una revolución en la producción, permitiendo la creación rápida y eficiente de componentes altamente especializados, desde piezas aeroespaciales hasta dispositivos electrónicos innovadores.

¿Quién sabe hasta dónde nos llevará la impresión 3D? No lo sabemos, pero en EducaOpen sí estamos seguro de que ha dejado y seguirá dejando su huella impresa de formas que todavía ni nos imaginamos.