Saltar ao contido

Impresora 3D

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Impresora 3D
Unha impresora 3D ORDbot Quantum

Unha impresora 3D é un tipo de impresora que fabrica obxectos sólidos por impresión de sucesivas capas de determinado material (plástico, metal...). É unha máquina que se utiliza para producir representacións físicas en 3D de modelos creados por ordenador, mediante unha técnica chamada fabricación aditiva.[1] Xorden coa necesidade de crear prototipos dun xeito máis rápido e barato do que se facía até entón, a partir de arquivos de deseño asistido por ordenador (CAD).[2]

Representación esquemática da técnica de impresión 3D chmadafabricación por filamento fundido (Fused Filament Fabrication); un filamento a) de material plásticoalimenta un cabezal móbil quente b) o cabezal funde e extrude o filamento, depositando capa tras capa na forma desexada c). Unha plataforma móbil e) baixa despois de que é depositda cada capa. Para este tipo de tecnoloxía son necesarias estruturas adicionais de soporte vertical d) para manter partes colgantes.
Representación esquemática da técnica de impresión 3D chamada fabricación por filamento fundido (Fused Filament Fabrication); un filamento a) de material plásticoalimenta un cabezal móbil quente b) o cabezal funde e extrude o filamento, depositando capa tras capa na forma desexada c). Unha plataforma móbil e) baixa despois de que é depositda cada capa. Para este tipo de tecnoloxía son necesarias estruturas adicionais de soporte vertical d) para manter partes colgantes.

En xeral, as impresoras 3D son usadas para fabricar pequenas partes de obxectos, máis pequenas que a propia impresora. En 2022 apareceu unha impresora 3D que pode fabricar obxectos moi longos nunha lonxitude, podéndose usar no espazo exterior.[3]

Unha das principais vantaxes que ten a impresión 3D fronte a outros métodos de fabricación é que elimina moitas das restricións de deseño que teñen estes outros; como por exemplo a posibilidade de desmoldar nas pezas fabricadas por inxección de polímeros.

Aínda que nun principio a tecnoloxía utilizábase basicamente para a fabricación de prototipos[4] e maquetas por sectores como a arquitectura e o deseño industrial, na actualidade, grazas á redución de custos e ao aumento de materiais e tecnoloxías dispoñibles, a impresión 3D está a incrementar a súa presenza, non só no ámbito industrial, senón tamén doméstico, educativo e na xeración de tecidos humanos.

Etapas

[editar | editar a fonte]
Vídeo de impresora 3D con sistema de deposición de polímero fundido

Calquera método de impresión 3D segue o mesmo proceso de impresión e ten cinco pasos obrigatorios e un último paso opcional.[5]

  • Modelaxe dixital: créase un deseño asistido por ordenador (CAD).
  • Exportación: o deseño expórtase coa extensión ".stl".
  • Tradución: este ficheiro exportado tradúcese con instrucións que as impresoras 3D son capaces de entender para facer o obxecto que quere imprimir, este proceso realízao automaticamente o programa de deseño.
  • Conexión: as traducións introdúcense na impresora.
  • Impresión: a impresora comeza a imprimir o obxecto, este proceso pode levar minutos, horas ou días, dependendo do tamaño do obxecto.
  • Acabado (opcional): moitos procesos de impresión requiren algún tipo de retoque ao final da impresión, sendo o máis común desmoldar obxectos da base da impresora ou material auxiliar empregado durante a impresión.

Tipos de impresoras

[editar | editar a fonte]
Prototipo de impresora de órganos humanos

Actualmente existen dous tipos de modelos comerciais:

  • De compactación, que se basea nunha masa de po compactada por estratos.
  • De adición, ou inxección de polímeros, na que o material se engade en capas.

Segundo o método utilizado para a compactación do po, pódense clasificar en:

  • As impresoras 3D de inxección de tinta (inkjet) usan tinta aglutinante (binder) para compactar o po. O uso de tinta permite a impresión de diferentes cores.
  • Impresoras láser 3D: Usando a enerxía dun láser, o po polimerízase. Despois mergúllase a peza nun líquido para que o material aumente a súa dureza e resistencia. Imprime todas as capas á vez. Despois, coa axuda dunha aspiradora, elimínase o exceso de po, que será reutilizado con outras impresións no futuro.

Impresoras de inxección de tinta 3D

[editar | editar a fonte]

Para as impresoras de tinta utilízase un composto en po, pode ser xeso ou celulosa (o máis común é o xeso). O resultado é bastante fráxil, polo que a peza debe ser sometida a un baño de cianoacrilato ou resina epoxi para darlle a dureza necesaria. As pezas feitas con po de celulosa pódense engadir caucho para facer pezas flexibles. Este sistema ten a vantaxe de que é un método rápido e barato, aínda que as pezas son máis fráxiles.

Impresoras láser 3D

[editar | editar a fonte]

No caso das impresoras láser, ao final do proceso de impresión, hai que esperar un tempo a que o material acabado polimerice. A vantaxe deste sistema é que as pezas son máis resistentes, aínda que o proceso é máis lento e máis caro.

Impresoras que inxectan o polímero

[editar | editar a fonte]

Outro sistema para imprimir pezas en 3D é a tecnoloxía de inxección de polímeros con resinas líquidas que polimerizan con luz ultravioleta. Trátase de fotopolímeros a base de acrílicos con diferentes propiedades, presentan vantaxes como: variedade, flexibilidade, mellora da resistencia á rotura, cores, etc. Caracterízase pola súa precisión e acabado superficial, o que fai que a súa aplicación mediante ferramentas sexa moi axeitada. Algunhas partes están totalmente polimerizadas ao final da impresión e non hai tempo de espera engadido, pero a peza debe ser eliminada aplicando un chorro de auga a presión. Esta tecnoloxía foi a primeira en inxectar dous materiais diferentes nun mesmo apartado, o que permite a creación de materiais dixitais con propiedades "á carta". As vantaxes desta tecnoloxía son pezas de alta calidade, aínda que un pouco máis caras.

As impresoras que imprimen incluso en cor, son as técnicas máis evolucionadas nas que as capas se funden cun líquido mesturado con tinta, co fin de obter as pezas uniformes en cor, cunha capacidade de 2^24 cores diferentes. Os ficheiros que conteñen os datos destas pezas son como stl, triángulos, que tamén incorporan a función de cor en cada triángulo, polo que imprimir texturas tamén é totalmente factible.

Esta tecnoloxía é relativamente nova e, polo tanto, incorpora as vantaxes inherentes a ela como a sinxeleza de xestión, a fiabilidade e o ambiente de traballo limpo, por citar algunhas. Estas máquinas, segundo a tecnoloxía empregada, son capaces de imprimir a máis ou menos velocidade, isto está moi relacionado co grosor da capa coa que teñen que traballar.

ZPrinter

[editar | editar a fonte]

No caso da ZPrinter, que endurece os compostos a base de xeso ou celulosa, a impresora funciona con capas de 0,089 e 0,203 mm, cunha resolución de 300x450 dpi do eixe xi. Isto tradúcese nunha velocidade de impresión entre 2 e 3 cm en vertical, dependendo da xeometría das pezas, se é a cor ou monocromática ou o que encheu o cubo.

O prezo das ZPrinter está por riba dos 20.000€ na súa versión máis barata, aínda lonxe do mercado de consumo, pero son unha ferramenta moi rendible para os profesionais. Para os modelos profesionais é de máis de 60.000 € e a súa achega e rendibilidade no sector do desenvolvemento de produtos é indiscutible.

Materiais

[editar | editar a fonte]
Logotipo da Wikipedia impreso en 3D

Actualmente, as impresoras 3D son capaces de imprimir practicamente en calquera material, esta é unha das grandes vantaxes que lles permite evolucionar tan positivamente no mundo empresarial. A continuación móstrase unha lista dos principais materiais:

  • Nailon: É un plástico flexible moi utilizado na impresión 3D, pódese atopar en forma sólida: filamentosa ou granulada. Atópase principalmente en branco, pero pódese atopar nunha ampla gama de cores.
  • ABS: É outro tipo de plástico que é resistente e non tan flexible, utilízase principalmente en forma de filamentos. Pódese atopar en moitas cores.
  • Laywood: É un plástico creado especificamente mediante impresión 3D, está formado por plástico e madeira, ten un ton marrón que tenta imitar a cor da madeira.
  • Laybrick: É un plástico combinado con gres ou cerámica, ten un ton de cor semellante ao mármore ou á pedra.
  • Aceiro inoxidable: Un dos materiais máis utilizados, atopado principalmente en estado de po, debido ás tecnoloxías de compactación. A cor máis utilizada son os tons prateados.
  • Titanio: Posibelmente o máis utilizado á hora de imprimir con materiais metálicos, xa que co aceiro inoxidable tamén se utiliza en forma de po para tecnoloxías de compactación. Emprégase para pezas industriais pola súa resistencia e dureza.
  • Prata e ouro: Este par de materiais emprégase na impresión de obxectos de xoia, materiais brillantes e moi valiosos.
  • Papel: Material empregado para pezas nas que non se busca moita resistencia; con todo, úsase para obxectos pequenos e decorativos.
  • Comida: Sorprendentemente tamén se utilizan para imprimir alimentos, actualmente adoita ser chocolate, azucre, carne, sucedáneos de carne ou outros nutrientes (gorduras, proteínas, vitaminas etc.) mesturados.

Aplicacións

[editar | editar a fonte]
Unha impresora 3D funcionando para crear unha pequena figura dun robot.
Unha impresora 3D funcionando para crear unha pequena figura dun robot.
  • Alimentación: Un dos campos que está en completa investigación, nun futuro podería comezar a imprimir alimentos perfectamente equilibrados: vitaminas, proteínas, calorías, etc.[6] [7]
Artigo principal: Impresión 3D de alimentos.
  • Aeroespacial: Para a Estación Espacial Internacional imprímense partes de foguetes e satélites, agora foi posible construír unha impresora 3D capaz de imprimir en gravidade 0, moi útil para evitar o transporte das pezas á estación espacial internacional.
  • Armamento: tamén se están fabricando armas totalmente funcionais que permiten a calquera persoa reproducir unha arma na casa e poder usala como queira,[8] polo momento non son moi precisas e adoitan ser útiles para unha soa bala. houbo casos de persoas que os usaron e son mortais.
  • Automoción: adoita utilizarse para deseñar pezas pequenas de coches, como caixas de cambios ou pezas metálicas de carrocerías de coches. Actualmente utilízase na Fórmula 1 para mellorar a aerodinámica.[9]
  • Aviación: estanse imprimindo partes da aeronave e estase a investigar para tentar imprimir toda a modelaxe, para evitar fugas entre as soldaduras das pezas. (Airbus) é a empresa que está a investigar a impresión total dun avión comercial.
  • Medicina: un dos sectores que está a aproveitar ao máximo a impresión 3D. Coas impresoras, é posible crear produtos totalmente personalizados, o que diminúe a porcentaxe de rexeitamento. Actualmente é posible imprimir próteses funcionais, órganos, tecidos. O grande obxectivo é crear órganos plenamente funcionais e poder facer transplantes nun futuro próximo.
  • Moda: A moda tamén aproveita a impresión 3D, a primeira peza de roupa que foi totalmente impresa foi un bikini, pero hoxe en día xa se pode imprimir roupa interior, zapatos, vestidos, camisas...[10]
  • Urbanismo e Arquitectura: Nun principio utilizábase para imprimir pezas necesarias para a construción de edificios: muros, tabiques, etc. Pero no Xapón foi posible imprimir un edificio enteiro cunha impresora 3D xigante. É posible que máis investigacións na construción de edificios sexan unha práctica moi normal no futuro, para reducir as imprecisións na construción e facer que os edificios sexan máis seguros. Tamén se fan impresións de mobiliario urbano.
  • Xoiaría: non hai restricións en xoias, a gran precisión das impresoras 3D utilízase para facer detalles de alta calidade, a prata e o ouro úsanse para a gran maioría das pezas de xoia.
    Impresións 3D na NASA

Fabricantes

[editar | editar a fonte]
Impresora voxeljet 3D-Drucksystem VXC800

Táboa de cotas de mercado das impresoras 3D máis importantes.

empresa porcentaxe
Rep Rap Project 26,01 %
Maker Bot 17,71 %
Object 9,42 %
Zcorp 8,97 %
Stratasys 7,85 %
3D Systems 8,30 %
EOS 7,17 %
Dimension 5,16 %
BitsfromBytes 4,71 %
Ultimaker 21 4,71 %

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ "The rise of additive manufacturing". The Engineer (en inglés). Consultado o 2023-02-21. 
  2. ↑ "3D printing scales up". The Economist. ISSN 0013-0613. Consultado o 2023-02-21. 
  3. ↑ "Unlimited 3D printing for space". www.esa.int (en inglés). Consultado o 2022-03-16. 
  4. ↑ "Learning Course: Deep Dive Additive Manufacturing - Deep Dive: Additive Fertigung". www.tmg-muenchen.de (en inglés). Consultado o 2023-02-21. 
  5. ↑ "Additive manufacturing – General Principles – Overview of process categories and feedstock". ISO/ASTM International Standard (17296–2:2015(E)). 2015. 
  6. ↑ "Bloomberg - Are you a robot?". www.bloomberg.com. Consultado o 2023-02-21. 
  7. ↑ "Did BeeHex Just Hit 'Print' to Make Pizza at Home?". HuffPost UK (en inglés). 2016-05-27. Consultado o 2023-02-21. 
  8. ↑ Walther, Gerald (2015-12-01). "Printing Insecurity? The Security Implications of 3D-Printing of Weapons". Science and Engineering Ethics (en inglés) 21 (6): 1435–1445. ISSN 1471-5546. PMC 4656707. PMID 25520257. doi:10.1007/s11948-014-9617-x. 
  9. ↑ "Local-motors-shows-strati-the-worlds-first-3D-printed-car". Fortune.com (en inglés). Consultado o 13 de xaneiro de 2015. 
  10. ↑ "3D printed clothing". resins-online.com. 2013-11-01. Arquivado dende o orixinal o 01 de novembro de 2013. Consultado o 21 de febreiro de 2023. 

Véxase tamén

[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas

[editar | editar a fonte]
Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Impresora_3D&oldid=6490671»