Otras técnicas de fabricación.

En la clase anterior vimos que la impresión 3D no es más que una técnica de fabricación, es decir, un método para fabricar gran multitud de objetos. Sin embargo, existen muchas otras técnicas de fabricación que llevan empleándose desde mucho antes de que surgiera la impresión 3D, y todavía se siguen utilizando.

Piensa que cuando cualquier empresa decide comercializar un producto, ya sea una olla a presión, una estantería de libros, una botella de agua o una viga para construcción, tiene que decidir los pasos que serán necesarios para su fabricación. Para tomar esa decisión hay que tener en cuenta muchos factores, uno de lo más fundamentales es el tipo de material del que estará fabricado el producto.

A continuación se muestran algunas de las técnicas más comúnmente utilizadas:

• El moldeo: consiste en introducir un material fundido (habitualmente un metal o un plástico), entre una o dos piezas que forman una cavidad con la forma del objeto que se desea fabricar, una vez introducido el material se deja enfriar y se abre el molde para extraer la pieza. En el caso de los plásticos se suele inyectar el plástico fundido en el molde por medio de un husillo (tornillo de grandes dimensiones), como se ve en el gif :

• El soplado: es la técnica que se emplea para fabricar la mayoría de las botellas de plástico y otros tipos de recipiente. Consiste en insuflar aire a presión en el interior de una pieza de plástico de tal manera que esta se expande y toma la forma del molde en el que se encuentra, quedando hueco su interior:

• El laminado: es una técnica de fabricación muy empleada para producir, por ejemplo, planchas de metal. Consiste en dejar caer metal fundido entre unos rodillos que van reduciendo su espesor progresivamente:

• El plegado: es una técnica que consiste en doblar una lámina (habitualmente de metal) para darle una forma determinada. Con esta técnica se fabrican, por ejemplo estanterías o mesas metálicas.

• Embutición: es la técnica que se emplea para fabricar los millones de latas de refresco que se consumen en todo el mundo. Consiste en deformar una lámina de metal mediante una pieza denominada punzón, como puede verse en el siguiente vídeo:

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Ventajas de la impresión 3D.

Una vez que hemos visto que existen otras formas de fabricación a parte de la impresión 3D cabe preguntarse qué hace que nos decidamos por una técnica u otra. Esa decisión tiene una gran importancia a la hora de fabricar cualquier producto, ya que elegir la técnica más adecuada hará que el producto final tenga mejor o peor calidad y que los costes de fabricación sean mayores o menores.

La clave a la hora de decidir el método de fabricación óptimo para un producto se encuentra en el número de copias que se van a fabricar de ese producto. Piensa, por ejemplo en la diferencia entre la fabricación de botellas de agua y la fabricación de una prótesis dental.

En el caso de las botellas de agua, cuando una empresa va a comercializarlas tiene que hacer el diseño de la botella el cual tendrá que reproducir de manera exacta miles o millones de veces. En ese caso, a la empresa le conviene optar por uno de los métodos de fabricación más tradicionales que hemos visto en el apartado anterior (el soplado en este caso). En este caso se dice que conviene que la fabricación esté muy automatizada.

El motivo es que esos métodos permiten fabricar copias del producto a una gran velocidad. El punto en contra es que resulta necesario comprar grandes máquinas que resultan muy costosas y que únicamente sirven para fabricar botellas de plástico. Además la instalación y puesta en marcha de la instalación de fabricación requiere mucho tiempo. Sin embargo, una vez realizada la inversión necesaria e instalados los equipos el coste de fabricación de cada botella es mínimo.

El ejemplo de la prótesis dental es radicalmente opuesto. Cuando un dentista va a fabricar una prótesis para un paciente debe asegurarse de que esta se amolde perfectamente a las medidas de su boca. Esto hace que cada uno de los productos que fabrica va a tener ligeras diferencias que impiden utilizar una máquina que haga copias de manera automática. En este caso se dice que conviene que la fabricación tenga un alto grado de personalización. Es precisamente en estos casos cuando el uso de impresoras 3D resulta muy interesante.

En las siguientes listas se resumen los pros y contras de la impresión 3D como método de fabricación.

¿Qué materiales se pueden imprimir?

Actualmente, tras décadas de investigación, es posible realizar impresiones de prácticamente cualquier material en el que puedas pensar. Sin embargo, en función del material que se desee utilizar será más conveniente el empleo de una u otra técnica de impresión, como se verá en el siguiente apartado.

A continuación se muestran algunos de los materiales más empleados para la impresión 3D:

• Plásticos: probablemente el primer material que te venga a la cabeza cuando se habla de impresión 3D son los plásticos. De entre todos los tipos de plásticos, los termoplásticos son los más comunmente empleados. Este grupo de plásticos lo forman aquellos que pueden ser derretidos y solidificados repetidas veces, motivo por el cual son materiales reciclables. Estos materiales son la opción más barata de entre todos los materiales dedicados a impresión 3D y las diferencias entre unos y otros se limitan a pequeñas diferencias en la resistencia y el acabado superficial. A continuación se muestran algunos de los más empleados:

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• Resinas: son en realidad otro tipo de plásticos, en este caso no reciclables, ya que una vez que son conformados no pueden ser derretidos y utilizados (se degradan y pierden sus propiedades). Entre sus propiedades se encuentran una cierta flexibilidad y superficies muy lisas.

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• Metales: por extraño que te parezca los metales también son una opción cuando de impresión 3D se trata y de hecho ya hace muchos años que se utilizan con esta tecnología. Como se explicará en el siguiente apartado existe una técnica que permite imprimir cualquier metal a partir de pequeñas partículas que son fundidas para formar la pieza.

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• Otros materiales: en los últimos años se han comenzado a imprimir materiales que no son tan empleados como los plásticos y los metales pero que también tienen aplicaciones interesantes. Por ejemplo, la impresión en cera permite fabricar moldes para crear figuras metálicas por moldeo (ver moldeo a la cera perdida):

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• Composites: son mezclas de materiales, habitualmente plástico con otro material, cuyo principal objetivo es lograr un buen resultado estético manteniendo la facilidad de impresión de los plásticos.

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• Materiales para aplicaciones específicas: como se ha explicado en la página anterior, algunas de las aplicaciones de la impresión 3D que se han han venido desarrollando últimamente, y que están actualmente en investigación, requieren de materiales muy específicos:

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