IMPRESORAS 3D

Las impresoras 3D básicamente se crearon para transformar archivos CAD en 3 dimensiones en prototipos reales. Del mismo modo que una impresora convencional es capaz de imprimir una hoja de papel con los esquemas realizados en un programa CAD 2D, las impresoras 3D son capaces de dar cuerpo a los diseños en 3 dimensiones.

Los materiales que actualmente pueden utilizarse para ‘imprimir’ son variados y lo cierto es que influyen bastante en el coste de la impresora. Cualquier impresora de bajo coste suele funcionar con termoplásticos como el PLA o ABS. Pero nos encontramos impresoras capaces de trabajar con metal, fotopolímeros o resina líquida, aunque resultan prohibitivas para entornos no industriales.  

Lo más normal es que estos modelos para el hogar se basen en lo que se llama “tecnología de extrusión”, es decir, en dar salida a una sustancia derretida, normalmente plástico, por una abertura. Para ello, primero será necesario colocar en la impresora la materia prima o consumible: hilos de plástico que se venden en bobinas.

Para crear cada capa, la impresora va alimentándose de ese hilo o filamento en estado sólido que al llegar a una pieza del mecanismo es calentado a una temperatura superior a los 200º centígrados para extruirlo con la forma deseada, como si se tratara de una manga pastelera o una pistola de pegamento, sobre una base que actúa de bandeja de salida.

El inicio de la impresión 3D se remonta a 1976, cuando se inventó la impresora de inyección de tinta. En 1984, algunas adaptaciones y avances sobre el concepto de la inyección de tinta transformaron la tecnología de impresión con tinta a impresión con materiales. A lo largo de las ultimas décadas, ha habido una gran variedad de aplicaciones de la tecnología de impresión 3D que se han desarrollado a través de varias industrias.

VENTAJAS: 1. Versatilidad. La revolución que supone para la manufactura de productos. Una sola impresora 3D es capaz de realizar infinidad de productos distintos. Gran parte de la manufactura actual, se realiza con máquinas específicas cuya función está limitada y si el producto cambia, la máquina también debe readaptarse o cambiarse. 2. Flexibilidad y prototipado rápido. El límite es la imaginación y la capacidad para representar tus ideas en 3D. Permite realizar prototipos de productos con facilidad, lo que puede implicar una mejora en el diseño de éstos. 3. Reducción de costes. Tanto en el proceso de producción cómo en el proceso de transporte. La producción puede realizarse desde casa 4. Personalización. Una de las ventajas más atractivas, es la posibilidad de realizar tus propias prendas, objetos, productos… de forma personalizada y exclusiva. 5. Nueva industria y sector. Una nueva industria y un nuevo sector que creará nuevos puestos de trabajo, y nuevas formas de negocio. El ejemplo lo tenemos en empresas como Shapeways, Thingiverse o cubify, que crean sus mercados de modelos 3D para que puedas descargarlos e imprimirlos. 6. Aplicaciones múltiples aún por descubrir. En el campo de la medicina encontramos aplicaciones sorprendentes, como por ejemplo: la creación de prótesis o incluso la impresión de tejidos orgánicos .Artículo sobre impresión de tejidos. La impresión 3D tiene mucho campo por recorrer y cada vez se aplicará en más campos. DESVENTAJAS: 1. Disminución de puestos de trabajo. La elaboración propia de los productos, y la disminución de maquinaria puede conllevar menos puestos de trabajo en la manufactura. 2. Vulneración de los derechos de autor. La réplica de objetos con copyright, será difícil de controlar pues los escáneres 3D permiten la réplica de cualquier objeto. 3. Usos malintencionados de la tecnología. Lamentablemente, existe la posibilidad de crear objetos tales como armas de fuego, y el peligro de generalizar este tipo de objetos. artículo sobre el asunto 4. Aumento de productos inútiles. Hay que reconocerlo, yo mismo puedo ponerle empeño para realizar algún modelo 3D, puedo hacerlo más bonito o más feo, pero la pregunta que uno se tiene que hacer antes de ponerse a imprimir nada es… ¿me va a servir para algo?

Existen múltiples modelos comerciales:

De sinterización láser, donde un suministrador va depositando finas capas de polvo de diferentes metales (acero, aluminio, titanio...) y un láser a continuación funde cada capa con la anterior.

De estereolitografía, donde una resina fotosensible es curada con haces de luz ultravioleta, solidificándola.

De compactación, con una masa de polvo que se compacta por estratos.

De adición, o de inyección de polímeros, en las que el propio material se añade por capas.

Según el método empleado para la compactación del polvo, se pueden clasificar en:

Impresoras 3D de tinta: utilizan una tinta aglomerante para compactar el polvo. El uso de una tinta permite la impresión en diferentes colores.

Impresoras 3D láser: Es un láser que transfiere energía al polvo haciendo que se polimerice. Después se sumerge en un líquido que hace que las zonas polimerizadas se solidifiquen.

Aunque sea difícil de creer, se han logrado imprimir partes del cuerpo humano del tamaño preciso que necesita el paciente, hechas de un material compatible con el tejido orgánico en caso de necesitarse el reemplazo de ciertos órganos dañados.

Ejemplo de aquello es el caso de Kaiba Gionfriddo, bebé de seis semanas de edad que nació con un defecto en su tubo bronquial izquierdo que le impedía respirar correctamente, para lo cual se imprimió una tráquea artificial que despejase sus vías respiratorias. Esto le salvó la vida y un año después de la operación, el bebé aún respira sin problemas.

Por otro lado, es más común ver la fabricación de prótesis para discapacitados fáciles de implantar, como piernas plásticas, orejas postizas, cubiertas para la cara en caso de heridas profundas e incluso trozos de huesos que se insertan bajo la piel y tienen un tamaño personalizado según cada necesidad.

 Los injertos de piel llevan ya tiempo formando parte de los tratamientos médicos, siendo a la vez extremadamente dolorosos, ya que se cogen fragmentos de piel sana para cubrir una zona dañada del cuerpo.  Cuatro estudiantes de la Universidad de Leiden (Holanda) han desarrollado un proceso, combinando una impresora 3D y la tecnología que mencionábamos antes, de células madre inducidas (iPS) que permiten crear células madre a partir de células ya diferenciadas. 

Dado que las células madre inducidas se desarrollan a partir de las propias células del paciente, se reducirían las respuestas inmunes al nuevo tejido. La importancia de este descubrimiento radica sobre todo en el tratamiento de heridas de gran extensión, dada la dificultad de encontrar injertos de piel de ciertos tamaños.

La impresión de células de hígado es algo que ya se está llevando a cabo e investigando para la experimentación con fármacos. Este objetivo sería planteable a largo plazo, ya van viéndose avances en esa dirección.

 El cirujano Anthony Atala mostró en una charla TED de 2011, un experimento en el cual se imprimía un prototipo de riñón humano, capaz de producir una sustancia semejante a la orina. El Instituto Wake Forest trabaja de hecho específicamente en la medicina regenerativa, con diferentes tipos de tejidos: vejiga, cartílago, tráquea, corazón, etc.

 La compañia Organovo situada en San Diego, ya intenta crear estos órganos en versión miniatura, con un espesor de solo medio milimétro y 4 milímetros de anchura. Dado que la funcionalidad de las células hepáticas depende de su disposición, este experimento es importante para, en el futuro, crear estructuras de tamaños similares al hígado humano, incluidas las redes de vasos necesarias para nutrirlas.

Viendo el lado negativo, también se pueden imprimir rifles de asalto por USD$30 o pistolas de mano cuyos planos circulan libremente por Internet, obligando a los legisladores norteamericanos a empujar una reforma para la ley de armas de EE.UU.

Al haberse masificado la presencia de impresoras 3D y bajado su precio considerablemente (un modelo básico puede llegar a costar USD$2.000), se abren las puertas para la fabricación indiscriminada de esta clase de artefactos, situación peligrosa considerando que la distribución de armas tradicionales actualmente es regulada por la ley.