Con la llegada del servicio de impresión 3D se ha revolucionado el complicado proceso de prototipado. Surge como respuesta a la necesidad de desarrollar modelos de manera más sencilla, veloz y a bajo costo. 

Una gran idea que viene de las mentes de diseñadores para la fabricación de prototipos rápidos gracias a la utilización de sofisticadas impresoras, cambiando la manera en la que se realizaban modelos tradicionalmente.

Conoce la impresión 3D

La definición más simple de una impresión 3D es conceptualizarla como un método de estratificación para realizar modelos tridimensionales de distintos objetos partiendo de una representación digital del mismo, esto es posible por la duplicación de una capa sobre otra.

Es decir, crear un objeto con dimensión y volumen con la utilización de una impresora 3D y distintos programas digitales con la finalidad de generar una réplica del diseño bidimensional. 

Impresoras 3D: Herramienta de trabajo para el servicio de impresión 3D

Las impresoras utilizadas para el servicio de impresión 3D tienen un mecanismo muy similar a las impresoras que funcionan con la inyección de tinta, van construyendo el modelo con la superposición de capas en repeticiones constantes. 

Durante el proceso, en lugar de utilizar tinta (como se hace tradicionalmente) estas máquinas utilizan materiales diversos, como plásticos o polvos fundidos fusionados con adhesivos, lo que les otorga firmeza. 

Las posibilidades que el servicio de impresión 3D adquiere con el uso de una impresora 3D son infinitas, ya que se pueden hacer impresiones de objetos rígidos o blandos con la misma facilidad, incluso algunas impresoras tienen la posibilidad de generar objetos con materiales como metal.

Funcionamiento del servicio de impresión 3D

Para hacer esto, existen especialistas en servicio de impresión 3D, lo que vuelve a esta tarea una labor más sencilla, pero en términos generales la manera en la que funciona la impresión 3D es gracias al trabajo conjunto de un software de diseño, una impresora 3D y materiales como resinas y polímeros. 

Para este proceso es importante que el software que se use sea capaz de dividir el gráfico del diseño en varias capas según el diámetro de salida de cada impresora, así se pueden ir formando las dimensiones del objeto. 

Servicio de impresión 3D: proceso para lograrlo

Para el proceso que se lleva a cabo a lo largo de un servicio de impresión 3D se deben seguir distintos pasos, con la correcta ejecución de los mismos se garantiza la calidad del resultado final. 

1. Creación del archivo digital. La forma común que siguen en un servicio de impresión 3D para realizar el archivo digital es con la utilización del diseño asistido por computadora; sin embargo, no es la única opción para generarlo. 

Hay tres métodos con los cuales se puede obtener la representación digital de lo que será el prototipo: realizando directamente el diseño con un software de modelado, con el escaneo 3D de un objeto o como último recurso utilizar la descarga de archivos que ya vienen listos para la impresión 3D.

2. Conversión al formato adecuado. Cuando ya se tiene el diseño es necesario convertidor a un formato que sea compatible para la impresión 3D, el que se utiliza comúnmente es el STL, nombre que obtuvo en función del primer proceso de impresión 3D que se hizo. Existen otros formatos que se pueden emplear y más si lo que se requiere es una la impresión a color. 

3. Dividir el modelo (Slicing). Durante este proceso, el servicio de impresión 3D que esté realizando la acción debe hacer una “traducción” del archivo, o lo que es lo mismo, dividir el modelo en varias capas horizontales para que la impresora 3D pueda ejecutar la acción. Al efectuar esta acción el formato del archivo cambia a .gcode que básicamente es lo necesario para darse a entender con la máquina. 

4. Impresión. Los especialistas que brindan el servicio de impresión 3D deben tener una impresora bien calibrada para que los prototipos sean de calidad. Una vez que la impresora comience la tarea no es necesario la vigilancia, el proceso se realiza solo, a menos que se llegue a agotar la materia prima o se detecte un problema con el software. 

5. Extracción de las piezas. En la mayoría de las impresoras 3D de la extracción se reduce a separar la pieza de la máquina, pero en impresoras industriales se requiere de personal bien capacitado. Cabe recalcar que en algunos casos las piezas requieren un tratamiento posterior que ayude a pulir ciertos detalles, mayormente de textura y no de funcionalidad. 

Áreas que pueden hacer uso del servicio de impresión 3D

El servicio de impresión 3D se puede implementar en distintas áreas, por su carácter versátil en cuanto materiales y técnicas, es posible imprimir piezas o productos completos que además de servir como prototipos puedan usarse como remplazo de piezas perdidas, para este caso durante el servicio de impresión 3D se debe tener mucha atención al detalle. Algunos campos donde se ha logrado implementar la impresión 3D son: medicina, arquitectura, educación, arqueología, industria de la moda o incluso en el área de los alimentos, por mencionar algunos. 

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La estereolitografía (SLA) es una técnica de impresión 3D que sirve para realizar piezas de resina con una gran atención al detalle. Se considera una de las primeras tecnologías de impresión 3D que se desarrollaron, muy adecuada al momento de realizar moldes de silicona o prototipos rápidos. 

¿Qué es y cómo funciona la estereolitografía?

Se considera como estereolitografía al proceso de fabricación aditiva usando en la impresión 3D, es un proceso realizado a través de la unión de varias capas de resina sensibles a la luz, generalmente denominadas como epoxi polimerizada.

Se utiliza luz UV para lograr solidificar la resina líquida usada en el proceso de impresión 3D. En esta técnica el grosor que se tiene por capa es de un grosor aproximado al de un cabello humano, pero en cuanto más finas sean las capas, mejor será el resultado que se obtenga.

Durante el proceso de impresión 3D por medio de estereolitografía es necesario que se cuente con alguna estructura que ayude a fijar la pieza a la plancha de la impresora durante el tiempo que dure el proceso. Una vez que la pieza haya sido fabricada se deben retirar los soportes con cuidado y llevarla hacia el proceso de curado final. 

Características generales de la estereolitografía

Este tipo de impresión 3D es muy versátil, ya que por su terminado liso puede usarse en trabajos dentales, creación de joyería o incluso superficies más grandes, pero como desventaja es que no se recomienda la exposición al sol para estas piezas.

Las piezas realizadas por estereolitografía necesitan un tratamiento posterior a la impresión, primero deben ser limpiadas con un disolvente especial para que se eliminen los restos de resina que no pertenecen al diseño para después pasar por un proceso donde se hornean las piezas y así obtener mayor firmeza en el material. 

Un dato interesante sobre este proceso es que la mayoría de las impresoras 3D especiales para la estereolitografía realizan sus funciones generando las piezas de abajo hacia arriba, irradiando la luz ultravioleta desde la parte inferior, lo que sirve para ir solidificando las capas conforme se van colocando. 

La impresión 3D por estereolitografía es la técnica más utilizada para la creación de prototipos, gracias a la velocidad de producción que tiene. También se puede utilizar para la producción de algunos moldes o como ya se mencionó en áreas como joyería o la odontología. 

Tipos de impresión 3D por estereolitografía

Para llevar a cabo esta técnica de impresión 3D se pueden encontrar dos variantes dependiendo de la tecnología láser que se utilice, se conocen dos: DLP que se refiere al procesamiento digital de la luz y la estereolitografía enmascarada o MSLA.

DPL. Usa un proyector como fuente de luz para derretir el material, con la posibilidad de endurecer la pieza casi al instante. 

MSLA. La resolución que se tiene con este tipo de impresión va a depender de la pantalla donde se realice el modelo, aprovechando un grupo de luces led para poder llevar a cabo el proceso.

Materiales que se pueden utilizar en la estereolitografía

Por su naturaleza, las impresoras para estereolitografía se encuentran programadas para derretir el material y posteriormente realizar las piezas 3D volviendo lo líquido en sólido. El material sugerido por excelencia, son las resinas; estas pueden presentar un resultado con alta atención al detalle, pero por su composición pueden resultar frágiles para su uso.

Por lo anterior, también se puede considerar el uso de plásticos de tipo policarbonato, ABS o incluso algún polipropileno que aunque tienen un nivel de precisión más bajo, serán más resistentes al momento de convertirse en el producto final. 

Por otra parte, algunas veces también se pueden usar resinas de un tipo denominado como resinas rellenas, las cuales pueden ser reforzadas con materiales como metales o cerámicas para aumentar su tiempo de vida útil, pero por condiciones de compatibilidad con las impresoras y los costos que implican, este tipo de resinas es poco común. 

Aplicaciones y ventajas de la impresión 3D con la técnica de estereolitografía

Esta tecnología se puede aprovechar perfectamente para actividades que requieran un acabado muy liso, por lo que ha sido incluida en sectores de la sociedad como la medicina o la arquitectura. 

Lo anterior lleva a pensar en los beneficios que se obtienen de utilizar este tipo de impresión 3D, algunas de las ventajas que tiene la utilización de la estereolitografía son:

• La fabricación de prototipos rápidos con una visualización que atiende al detalle.
• Un acabado de las superficies impresas de alta calidad.
• Contar con una gran variedad de opciones en color o terminados al momento de realizar el proceso.
• Posibilidades es cuanto los materiales que se pueden incluir.

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El diseño de prototipos previos a la creación de objetos con la impresión 3D es uno de los usos más comunes para este servicio profesional. Se llama prototipado rápido debido a que es un proceso que ayuda a diseñar de manera muy ágil cualquier idea y posteriormente imprimirla en un formato tridimensional. 

Los modelos generados gracias al prototipado rápido han evolucionado gradualmente en función de las necesidades que surgen dentro del sector de la medicina. La respuesta que ha demostrado este método de producción demuestran el potencial y la adaptabilidad que ofrece la impresión 3D. 

Aunque la impresión 3D no se limita a cumplir la función de producción dentro del área de la medicina, sino que también se ha podido introducir paulatinamente en industrias más grandes y hasta cierto punto productivas, como lo son: la educación, el sector automotriz o la aeronáutica.

Impresión 3D, tecnología usada dentro de este proceso

Es necesario aclarar que la impresión 3D es el proceso mediante el cual se puede generar un objeto tridimensional partiendo de un diseño digital mediante un CAD. Para esta sucesión de actividades es necesario contar con una impresora 3D. 

Las impresoras que se usan para la impresión 3D son capaces de funcionar de dos maneras distintas. En un sistema por adición y otro sistema por compensación, el primero se refiere a la creación de un objeto por medio de la adición sucesiva de capas superpuestas del material, generalmente resinas. El segundo sistema se refiere a que el desarrollo del objeto se hace por medio de la compactación de un polvo hasta formar el objeto. 

Las impresoras 3D son máquinas que en los últimos años han cobrado popularidad por la eficiencia que han demostrado en la impresión 3D, posibilitando la distribución industrial más rápida.