Clase 1:
¿Qué es la impresión 3D?
La impresión 3D es una técnica de fabricación que permite la creación de un objeto tridimensional a partir de un modelo digital diseñado en un ordenador. En el siguiente video se puede ver una impresora 3D en acción, imprimiendo una pequeña figura:
Sin embargo, como veremos a lo largo del tema, son muchos los materiales que se pueden emplear en este tipo de impresión y existe una gran variedad de técnicas de impresión 3D distintas.
¿Cuándo surgió?
Pese a lo que puedas creer, se trata de una tecnología que se lleva desarrollando desde hace bastante tiempo.
– Ya en los años 70 poco tiempo después de la invención de las impresoras de tinta en papel, se comenzó a investigar la posibilidad de realizar impresiones en 3 dimensiones y con diferentes materiales.
– En la década siguiente se empezaron a patentar algunos sistemas de impresión 3D, siendo el primero de ellos el conocido como estereolitografía (se explicará en qué consiste más adelante). Esta técnica fue descubierta por el ingeniero Charles W. Hull en 1986 y supuso el comienzo del desarrollo de la impresión 3D.
– A finales de los 80 y durante los años 90 se siguieron desarrollando nuevas técnicas de impresión 3D: el modelado por deposición fundida, el sinterizado selectivo por láser, la fusión selectiva por láser, la fabricación por haz de electrones… algunas de las cuales se explicarán más adelante. A lo largo de estos años comienzan a surgir nuevas aplicaciones de la impresión 3D, principalmente en el campo de la medicina, con la fabricación de prótesis (como la prótesis de cadera de la imagen) y de implantes dentales, llegando incluso a fabricarse los primeros órganos para trasplantes con células humanas.
¿Cómo se popularizó la impresión 3D?
– En la primera década de los 2000 la mayoría de las técnicas de impresión ya habían sido descubiertas. Sin embargo, hasta ese momento las impresoras que se habían desarrollado tenían un precio altísimo, por lo que sólo podían ser adquiridas por centros de investigación o empresas con un gran presupuesto. Durante estos años se comienzan a fabricar impresoras a costes mucho más reducidos por lo que estas se comienzan a utilizar en un mayor número de proyectos.
Este abaratamiento se debió, entre otros factores, a que surgen proyectos abiertos (sin ánimo de lucro) que permiten a un gran número de empresas y personas la creación y perfeccionamiento de sus propias impresoras 3D. En este tipo de proyectos, se ponen a disposición de todo el mundo:
a) Los diseños de las piezas necesarias para la fabricación de los aparatos.
b) Los programas informáticos necesarios para su funcionamiento.
Merece la pena mencionar dos proyectos pioneros que facilitaron la difusión de la impresión 3D:
- El proyecto Rep Rap: que surgió en 2005 con el objetivo de diseñar una impresora 3D cuyas piezas pudieran ser impresas por otra impresora 3D (máquina autoreplicable). De esta manera, el coste de fabricación de este tipo de máquinas se redujo drásticamente. Este proyecto permitió que cualquier persona con unos conocimientos mínimos pudiera fabricar (a falta de algunos componentes como los motores) y ensamblar su propia impresora, así como repararla con un coste mínimo. En el siguiente enlace puedes obtener más información sobre el proyecto: https://reprap.org/wiki/RepRap/es
- El proyecto Fab@Home: es un proyecto del año 2006 que tenía como objetivo desarrollar una impresora 3D accesible a todo el mundo y que fuera capaz de imprimir una gran variedad de objetos. La gran diferencia frente al proyecto anterior se encuentra en que en este caso se trataba de impresoras que podían imprimir varios materiales diferentes, habiéndose llegado a crear máquinas que podían imprimir hasta 8 materiales: diferentes tipos de plásticos, metales, células, alimentos… para conseguir esto, las impresoras de este proyecto disponen de un cierto número de jeringuillas (como se puede ver en la imagen) que depositan los diferentes materiales en la posición adecuada.
– Por último, desde 2010 hasta nuestros días hemos presenciado una auténtica revolución de la impresión 3D. Esta ha llegado a un gran número de personas que han visto en ella la posibilidad de fabricar, de manera económica y rápida, multitud de artículos que de otro modo se verían obligados a comprar. Los bajos precios a los que hoy en día se puede adquirir una de estas máquinas (menos de 200 euros) ha posibilitado su expansión ya no sólo a nivel profesional sino también a nivel particular.
A esta rebaja del precio se une que se han creado comunidades de usuarios (una de las más conocidas es https://www.thingiverse.com/) en las que se dispone de un sinfín de diseños totalmente gratuitos que se pueden descargar e imprimir de manera sencilla. Entre esos diseños se pueden encontrar:
Piezas de recambio 
Máscaras de protección. 
Modelos de moléculas
Aplicaciones de la impresión 3D.
Como se explicará en la página siguiente, la gran ventaja de la impresión 3D como método de fabricación se encuentra en la posibilidad de diseñar piezas completamente personalizadas para un propósito específico. Es esta característica la que ha hecho que en los últimos años esta tecnología se haya empezado a aplicar en sectores tan variados como:
- La industria farmacéutica: una de las últimas aplicaciones de esta tecnología consiste en la fabricación de medicamentos a medida de los pacientes. La impresión 3D permite imprimir pastillas con las cantidades exactas de cada principio activo y con la forma más apropiada para facilitar su dispersión.
- La arquitectura: la fabricación de maquetas por impresión 3D facilita mucho la tarea de proyección de estructuras y edificios. Además, como se verá en un vídeo posterior, ya existen impresoras de grandes dimensiones capaces de imprimir viviendas, y otras estructuras como puentes, con materiales de construcción.
- La gastronomía: otra de las nuevas aplicaciones de esta tecnología se encuentra en la elaboración de alimentos, principalmente con fines estéticos, de ahí que se aplique sobre todo en repostería.
- La moda: ha sido uno de los últimos sectores en unirse a la revolución de la impresión 3D. Inicialmente se utilizó esta tecnología únicamente para la creación de prototipos, facilitando el proceso creativo de los diseñadores. Sin embargo, hoy en día ya se utilizan para la fabricación de las propias prendas lo que conlleva ventajas como la ausencia de costuras y la adaptación al cuerpo del usuario. La fabricación de calzado a medida también está siendo investigada actualmente por algunas empresas que ya fabrican zapatos con partes impresas como el de la imagen, cuyo tacón tiene una estructura de hexágonos que sería muy difícil de reproducir por otros métodos.
- La investigación y la educación: la impresión de ciertos modelos (de átomos y moléculas por ejemplo) o de figuras tridimensionales puede ayudar a comprender mejor el mundo que nos rodea.
- La automoción: ya es frecuente la impresión de ciertas piezas para coches y motocicletas. Esto resulta especialmente útil a la hora de fabricar piezas de gran complejidad, ya que la impresión 3D permite reducir la cantidad de material, disminuyendo considerablemetne el peso del vehículo. El Strati (imagen) es un modelo de automóvil eléctrico cuyas piezas se imprimen en una mezcla de plástico con fibra de carbono y que tarda menos de 48 horas en ser fabricado. Además, al contrario de los coches convencionales, que disponen de más de 20.000 piezas, este modelo no sobrepasa el centenar entre las piezas impresas y los componentes mecánicos no impresos (motor, ruedas, baterías, cableado…).
- La industria aeroespacial: en noviembre de 2018 se instaló una impresora 3D en la estación espacial internacional:
Otra gran idea de la NASA Los ingenieros de la agencia espacial norteamericana han creado una pequeña impresora 3D para que los astronautas que estén en la Estación Espacial Internacional puedan crear objetos. Cuando estás tan lejos de casa, y es tan difícil recibir suministros o recambios, es una gran ventaja poder fabricarlos. Esta es la idea de Refabricator, la impresora 3D que hace la vida más fácil en el espacio.
https://blogthinkbig.com/estacion-espacial-internacional-impresora-3d-reciclar
Sin contar con las innumerables aplicaciones médicas que se han seguido desarrollando: implantes de huesos biocompatibles, injertos de piel para tratamiento de quemaduras, fabricación de material quirúrgico a medida del paciente…
En los siguientes vídeos se pueden ver algunos de los usos más llamativos de la impresión 3D, algunos de los cuales ya se han mencionado arriba:
Como se explica en el último vídeo, la impresión 3D permite abaratar mucho la fabricación de ciertos productos.
Te invito a que reflexiones acerca de todos los proyectos de impresión 3D que todavía no se han llevado a cabo y que podrían mejorar la calidad de vida de un gran número de personas, principalmente de aquellos con menos recursos económicos. Por último, te dejo un video sobre uno de los proyectos sin ánimo de lucro que más difusión han tenido a lo largo del mundo:
Sin embargo, no todos los proyectos relacionados con la impresión 3D han resultado tan beneficiosos para la sociedad como los de los vídeos anteriores. Os dejo una noticia que representa muy bien los peligros que puede acarrear el desarrollo tecnológico:
Hace menos de una década, millones de personas no tenían idea de lo que era la impresión 3D y la conocieron por primera vez cuando los titulares de las noticias internacionales anunciaban “armas impresas en 3D”.
https://www.3dnatives.com/es/armas-impresas-en-3d-071020202/
Recuerda, la tecnología no es mala ni peligrosa, somos nosotros los que, en ocasiones hacemos un mal uso de ella. Si somos responsables y dirigimos todos los avances técnicos hacia la mejora de nuestra sociedad no encontraremos más que ventajas en su desarrollo.
