Historia de las impresoras 3D

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Hablar de impresoras 3D es un tema que está en boca de todos; Como cualquier innovación que resulta atractiva sobre todo cuando se habla de tecnología, se escriben artículos, se crean videos de cómo funcionan y se hacen comparativos de los diferentes de tipos de impresoras 3D que existen en el mercado.

De manera superficial sabemos cómo funcionan y algunas de los objetos que se pueden crear; Sin embargo, si se quiere llegar a comprender su funcionamiento, los materiales con los que trabajan y la tecnología que usan, es necesario remontarnos un poco hacia el pasado e ir descubriendo la evolución de este con el paso del tiempo.

Eso es lo que pretendo hacer con este artículo, dar un vistazo al origen y la evolución para asi hacernos una idea clara de cómo es que estos equipos han llegado a ser lo que son hoy.

En 1984 Charles Hull invento el método de la Estereolitografia (SLA) que utiliza el principio de foto-polimerización para fabricar modelos, en resinas acrílicas o expóxicas y en ABS con una gran precisión; Antes de la impresión, un archivo número 3D es obtenido atraves de un software (CAD, SolidWorks o Maya, por ejemplo). Este archivo generalmente en formato STL (STereo Litography, un formato que define la geometría de objetos 3D, EXCLUYENDO información como Color, Texturas o propiedades físicas que si tienen otros formatos), es trasmitido a la máquina, donde un segundo software hace un corte modelo en varias (muchas) capas de impresión con un espesor fijo; El funcionamiento básico de esta máquina consistía en un láser UV que va solidificando un fotopolímero, un líquido con viscoso parecido a la miel, el cual va fabricando partes tridimensionales capa por capa.

Ya por los años 1989 y 1990, S. Scott Crump fundafor de Stratasys que desarrollo la técnica de Fused Deposition Modeling (FDM) que crean piezas capa por capa desde abajo hacia arriba, calentando y extruyendo el filamento termoplástico, el proceso es el siguiente:

  1. – Procesado Previo: El software de prepararacion de bandeja, lamina y coloca un archivo 3D, a continuación, calcula la trayectoria para extrudir el material termoplástico y cualquier material de soporte necesario.
  2. – Producción: La impresora 3d Calienta el material termoplástico hasta que alcanza un estado semilíquido y lo deposita en gotas ultrafinas a lo largo de la trayectoria del tubo de extrusión. En los casos en los que se precisa un soporte o un apoyo para la pieza, la impresora 3D deposita un material eliminable que funciona como un andamio.
  3. – Posprocesado: El usuario retira el material de soporte o lo disuelve en agua y detergente y a continuación, la pieza ya se puede utilizar.

Con el tiempo este método permitió mayor difusión de las impresoras 3D abaratando costos y permitiendo a pequeños usuarios y talleres no industriales tener acceso a esta tecnología para fines propios.

Para finales de los 90´s  se creó el “modelo de impresión 3D por inyección”, apartir de ahí, la impresión 3D comenzó a perfilarse como una revolución en el mercado doméstico atravez del proyecto RepRap; Ante los altos precios de las impresoras 3D,  el Dr. Bowyer de la Universidad de Bath, UK, desarrolla la primera impresora 3D con capacidad para imprimir casi la totalidad de las piezas que la componen; Este hecho constituye la entrada del Open-Source en la historia de la impresión tridimensional y un gran paso hacia su normalización en el mercado.

La popularización de las impresoras 3D ha seguido un rumbo casi imparable, una de los hitos que más destaca es la impresión 3D con fines biomédicos, en 1992 se crea el primer riñón 3D en funcionamiento, así como la fabricación de prótesis útiles y adaptadas completamente al paciente. En 1999 se crea el primer órgano impreso en 3D, entre sus ventajas destacan que al ser un órgano o una parte de este “impreso” con las propias células del paciente, el riesgo de rechazo era prácticamente nulo.

En el año 2000 MCP Technologies introduce la tecnología de fusión selectiva por láser (SLS), que permite imprimir objetos funcionales sin recurrir a ninguna eventual etapa de ensamble. Antes de la impresión, como en las otras tecnologías anteriores, la concepción del objeto es realizada apartir de un software 3D para que este sea enviado a una impresora en formato numérico. Luego la impresión se realiza capa por capa, apartir de polvos fusionados gracias a la temperatura que genera un láser de CO2.

Esta tecnología hace posible la fabricación de objetos a partir de una amplia gama de materiales – como metales (titanio, acero y aleaciones) y los polímeros –  respetando las altas exigencias de las piezas funcionales, como la resistencia mecánica y la resistencia química a la temperatura. Además, este procedimiento permite obtener piezas coloreables y sin límites de forma gracias a la ausencia de soportes, logrando al mismo tiempo, un alto nivel de calidad del producto y una gran estabilidad a lo largo del proceso de fabricación; En consecuencia, este proceso es utilizado, no solamente en el área de diseño sino también en la industria automóvil, la aeronáutica y en la ingeniería biomédica (las piezas impresas son biocompatibles).

Hasta el 2005 todas las impresoras 3D eran de escala industrial, caras y privadas. El coste alto y naturaleza cerrada de industria de la impresión en 3D limitó el acceso de esta tecnología a las masas. Esto llevo a que se limitara el rango de materiales usados y las cosas que podía hacer el consumidor. El objetivo del proyecto Fab@home desde su aparición en 2006 pretendía cambiar esta situación e iniciar una nueva forma de imprimir en 3D, de bajo costo y abierta a todo el mundo, cosa de acelerar la innovación tecnológica en esta área. El proyecto estuvo dirigido por estudiantes de Cornell (Nueva York) de la Facultad de Ingeniería Aeroespacial y Mecánica, es proyecto fue uno de los primeros en aplicar el modelo de desarrollo de código abierto (Open Source) a dispositivos físicos en una larga escala, un proceso que más tarde se conoció como Hardware de Código Abierto.

Durante el periodo de 2006 – 2010 hubo algunas creaciones muy importantes en el campo de la impresión 3D, por ejemplo Kor Ecologic, una empresa americana, presenta a “URBEE” el primer automóvil capaz de contar con la totalidad de su armazón impreso en 3D. La empresa Organovo Inc. (Empresa de Medicina Regenerativa) se centra en la tecnología bioprinting que consiste en crear biotejidos atravez de una “bio-tinta” de las mismas células de la persona para crear sus tejidos.

Ha habido también cierta polémica respecto de las cosas que se pueden crear con una impresora 3D, en 2013 Defense Distributed, una sociedad civil constituida en el estado de Texas, creo “The Liberator” que fue la primera arma de fuego impresa en 3D, esto significo la posibilidad de construir mediante la impresión 3D objetos que pudieran servir para lastimar a otros.

Sin embargo, también en los últimos años ha habido bastantes muestras de que la impresión 3D puede cambiar significativamente nuestra manera de vivir, a finales de 2016 por ejemplo una impresora 3D de 36.5 Metros de Alto por 12 Metros de Ancho, ha creado una oficina totalmente operativa incluidos algunos muebles en tan solo 17 días, con un costo aproximado de 140,000 Dolares.  En la primavera del 2016 “Animal Avengers”, un grupo de rescate de animales que se dedica a crear formas innovadoras para ayudar a los animales bajo situaciones complicadas que atentan contra su vida, creo el primer “Caparazon 3D” esto requirió estudiar el tamaño y la forma de Freddy por medio de varias fotografías y modelos 3D que sirvieron para reconstruir en un ordenador el aspecto del caparazón, posteriormente se dividió el diseño en cuatro partes que serían unidas como rompecabezas para finalmente colocárselo a la tortuga.

Y así como estos ejemplos otros muchos, zapatos, huesos, cartílagos, músculos, partes de la cara, hasta implantes ojos y orejas están en la lista de objetos que la impresora 3D ha creado para beneficio de la humanidad, seguramente con el paso del tiempo veremos creaciones maravillosas que aún no están en nuestra imaginación.

En conclusión, las impresoras 3D son un referente de esta era en la que estamos, hoy en día más y más gente puede tener acceso a una impresora 3D porque muchas de ellas funcionan bajo sistemas de código abierto, lo que abarata costos; Creo que si se le da un buen uso a este tipo de dispositivos, se podría llegar a resolver problemas que beneficien a la sociedad, pues vemos que los alcances de las impresoras no solo se limitan a la robótica, pues ahora se pueden ver trabajar en casi cualquier área del conocimiento.

Benjamín Arias Sánchez

Fuente de la información

https://impresoras3d.com/blogs/noticias/102825479-breve-historia-de-la-impresion-3d

http://www.3dnatives.com/es/impresion-3d-por-estereolitografia-les-explicamos-todo/

http://intranet.bibliotecasgc.bage.es/intranet-tmpl/prog/local_repository/documents/17854.pdf

https://telecotowalk.wordpress.com/2013/11/01/la-historia-del-futuro-industrial-como-surgio-la-impresion-3d/

http://www.stratasys.com/es/impresoras-3d/technologies/fdm-technology

https://es.wikipedia.org/wiki/Fab@home

http://www.xataka.com/makers/la-impresion-3d-logra-un-nuevo-hito-la-primer-oficina-operativa-abre-en-dubai

 

 

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