La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es una tecnología que crea piezas aportando material desde cero, a diferencia de métodos de fabricación más implantados, que basan la fabricación de piezas en el corte o desbaste de material. Esto, además de un importante ahorro de materias primas, ofrece múltiples ventajas añadidas, como la capacidad de crear piezas más complejas, versátiles y ligeras, entre otras muchas.
A continuación, exploraremos con más detenimiento esta tecnología, sus puntos fuertes y sus aplicaciones.
Historia reciente
La fabricación aditiva (automatizada), pese a haber estado desarrollada desde hace más de cuarenta años y contado con numerosas patentes, ha adquirido un gran protagonismo en las dos últimas décadas. Esto se debe, en parte, a la caducidad de muchas de esas patentes. Ello ha permitido que, inicialmente, se extendiera su uso en determinados grupos de consumidores (gracias a repositorios gratuitos de piezas 3D online como Thingiverse, o comunidades de “desarrollo libre” como RepRap). Posteriormente, desde alrededor del año 2010, su uso se ha ido incrementando exponencialmente en el mundo empresarial.
En la actualidad, la industria de la impresión 3D sigue estando en constante desarrollo. Conforme su uso se extiende a más y más sectores, se siguen mejorando sin detenimiento la calidad y rapidez de la producción de piezas mediante tecnología aditiva.
En qué consiste
A diferencia de los métodos «tradicionales» de fabricación, que consisten en obtener piezas retirando material de un bloque de mayor tamaño que la pieza final, esta tecnología añade material únicamente donde corresponde, sin restos de fabricación o material sobrante (en la mayoría de casos).
De ahí que la impresión 3D se denomine también como “fabricación aditiva”, en contrapunto a la fabricación sustractiva utilizada en procesos como el fresado, el torneado o la escultura.
Ventajas adicionales
Ya hemos comentado uno de los puntos fuertes de la impresión 3D (el ahorro en material de fabricación), pero posee muchos más.
La más importante, es que hace posible construir piezas con formas que serían imposibles de reproducir por otros medios. Aunque ninguna tecnología de impresión 3D está exenta de limitaciones, como regla general, si puede diseñarse en 3D, puede ser impreso en 3D.
Esto hace posible otra gran ventaja (en determinados tipos de tecnología de impresión 3D), la posibilidad de crear piezas que no sean macizas, adaptando lo que se conoce como tasa o porcentaje de “relleno” de la pieza, a las necesidades requeridas de peso/resistencia. Esto se consigue creando un patrón interno (de forma triangular o hexagonal, entre otros, para mayor resistencia mecánica) en lugar de donde se encontraría el relleno sólido. La forma de dicho patrón hace posible que la pieza posea unas buenas capacidades mecánicas con un peso muy reducido.
Ecología (y economía)
Otro de los grandes puntos fuertes de la impresión 3D es la ecología. Ya hemos indicado en los párrafos anteriores el ahorro de material que puede lograrse con la fabricación aditiva. Tanto en comparación con tecnologías sustractivas, como en la realización de piezas con relleno parcial.
Además del considerable ahorro energético y de transporte que posibilita el hecho de usar solo el material requerido, hay que añadir todos los gastos y emisiones que la pieza pueda ocasionar desde su fabricación, a lo largo de su vida útil, hasta su desechado (lo que se conoce como ciclo de vida).
Si, por ejemplo, la pieza va a ser utilizada en un vehículo (de cualquier tipo), una reducción de unos pocos gramos puede convertirse en un ahorro importante de energía y emisiones. Esto es de aplicación, a lo largo de toda la vida del producto, en la necesidad de desplazar, junto con el vehículo, esa pequeña masa adicional.
En lo referente a su desechado, la impresión 3D posibilita la fabricación en un gran abanico de materiales, entre los que se incluyen materiales biodegradables, compostables o reciclables.
Tipos de tecnologías de impresión 3D existentes
Existen muchos tipos de impresión 3D en función del material de fabricación (plástico, cerámica, metal, etc.) o de su tecnología de fabricación (fusión, polimerización, deposición). Sin embargo, las tecnologías más utilizadas y consolidadas se encuentran en las relacionadas con el empleo de termoplásticos (PLA, ABS, Poliamida, …) y resinas (epóxicas y acrílicas; foto-polimerización mediante luz ultravioleta).
En Snatek disponemos de servicio online de fabricación 3D para dos de estas tecnologías: FFF (fabricación mediante filamento fundido; para termoplásticos) y SLA (estereolitografía; para resinas epóxicas y acrílicas). En esta página se pueden encontrar más detalles sobre dichas tecnologías.
Aplicaciones prácticas en la actualidad
Prototipos rápidos
El uso principal que se le da a la impresión 3D es en la fabricación rápida de prototipos funcionales. Esto se debe a la gran adaptabilidad de la impresión 3D a los archivos de pieza digitales, en lugar de tener que programar máquinas y evitando costes de utillaje. Sumado a un envío urgente nacional, da como resultado la posibilidad de desarrollar prototipos con características mecánicas similares a la producción en masa, en un tiempo récord.
En producción
También puede resultar la mejor opción en múltiples casos de producción. La principal desventaja de la impresión 3D para producción en serie en la actualidad, es su tiempo de producción por pieza conforme se aumenta el tamaño de las mismas, lo cual influye en su coste. Sin embargo, la impresión 3D posibilita unificar varias piezas en una sola, con lo que, unido a determinadas necesidades de eficiencia/peso/ecología, pueden hacerla la opción ideal.
También, para piezas de reducidas dimensiones, puede resultar la opción más adecuada en series de hasta decenas de miles de unidades. Unido a la ventaja de la libertad de diseño, elección de materiales y colores, la posibilidad de unificar varias piezas en una sola, etc. hacen que esta opción resulte la idónea en infinidad de casos. Entre muchos otros, conductos para señalización óptica (o ‘lightpipes’), pequeñas piezas para mecanismos (como palancas o actuadores), embellecedores con formas complejas y artículos con marcas personalizadas.