Cuando era adolescente en los años 90, vi un programa llamado Más allá del 2000. Este programa presentaba la próxima tecnología en desarrollo.
Estas tecnologías incluían automóviles autónomos, mejoras en la energía solar y avances en el cultivo. Entre estas tecnologías se encontraba la impresora 3D.
El futuro de la impresión 3D era cambiar la forma en que compramos productos. En lugar de ir a la tienda, compramos algo en línea y lo imprimimos a pedido, como un replicador de Star Trek.
Claramente, las impresoras 3D no han reemplazado las compras. Y no es probable que lo hagan.
Antes de hablar sobre hacia dónde se dirige la impresión 3D, analicemos dónde ha estado la impresión 3D.
El pasado de la impresión 3D
El pasado comienza con las primeras impresoras 3D
Impresoras
Como mencioné anteriormente, la primera impresora 3D patentada fue un aparato de estereolitografía, SLA. Esta imagen es de la solicitud de patente real presentada por Charles Hull. Esto es muy similar a la tecnología que se utiliza actualmente en las impresoras SLA.
Se construyó un modelo 3D utilizando un láser para curar un material de base acrílica llamado fotopolímero. La impresión se construyó lentamente y se introdujo en la tina de resina, una capa a la vez.
Aunque la patente se concedió en 1986, la primera máquina SLA fue creada en 1992 por la empresa de Hull, 3D Systems. Estas fueron máquinas de aplicaciones comerciales que dieron a los diseñadores la capacidad de fabricar piezas rápidamente de una manera mucho más rentable.
La primera máquina de sinterización selectiva por láser (SLS) se lanzó el mismo año que Hull lanzó la primera máquina SLA. En lugar de curar un líquido, una máquina SLS funde un material en polvo fino. Los materiales iniciales eran un tipo de plástico pero algunas máquinas SLS trabajan con metales.
Este tipo de máquina deposita una capa de polvo y sinteriza las capas para construir el objeto. A diferencia de otras formas de impresoras 3D, no se requieren soportes ya que el polvo sin derretir actúa como soporte, algo que el fotopolímero líquido no podría hacer.
Una de las formas más simples de impresión 3D, el modelado por deposición fundida (FDM), llegó más recientemente. FDM fue patentado en 1992 y entregado a Stratasys. Este tipo de impresora 3D, también conocida como fabricación de filamentos fundidos (FFF), colocó capas de polímero una línea a la vez, construyendo el modelo.
Huellas dactilares
Desde la llegada de las impresoras 3D, hemos visto surgir órganos impresos en 3D, piernas protésicas impresas y vasos sanguíneos en el campo biomédico.
En un preludio al auge de las máquinas, existe una impresora 3D llamada Darwin capaz, en su mayoría, de imprimir en 3D una copia de sí misma.
El pasado está lleno en gran parte de aplicaciones comerciales de impresión 3D. Es el presente de la impresión 3D donde residimos los aficionados.
Estado actual de la impresión 3D
Mi mayor interés en la impresión 3D está en el mercado de pasatiempos del consumidor. Este mercado ha comenzado a despegar con la popularidad de las asequibles máquinas FFF y DLP.
Materiales
Para la impresora doméstica, existe una amplia variedad de materiales disponibles. Si bien el ABS había sido muy popular en el pasado y sigue siendo muy útil para piezas fuertes, el material PLA menos tóxico se ha vuelto popular.
Hay una variedad de mezclas de filamentos PLA disponibles desde madera hasta metal y fibra de carbono. Cada mezcla tiene diferentes propiedades que las hacen útiles para diferentes aplicaciones.
Los filamentos ahora están disponibles en una amplia selección de materiales como PETG, nailon, PTU y más. Las opciones para la impresión FDM parecen infinitas.
Y la mayoría de estos filamentos vienen en numerosos colores.
Impresoras
Las impresoras ahora vienen en varios tamaños, desde muy pequeñas como Cubibot o Portabee hasta grandes como BigRep Pro. Debido a que las patentes han expirado y el código fuente del controlador es de código abierto, usted codifica teóricamente a medida para construir una impresora tan grande como desee.
Hay algunas impresoras multifilamento que le permiten imprimir con varios colores. Y las impresoras como la Geetech A20M que tengo son incluso capaces de mezclar colores, lo que le brinda una gama mucho más amplia de opciones de color.
Las impresoras de tipo resina, SLA y DLP tienen menos opciones de materiales pero proporcionan una calidad de impresión mucho mayor que la FDM. DLP es similar a SLA pero cura la resina con luz ultravioleta, lo que permite crear una capa completa de una sola vez en lugar de dibujarla con un láser estrecho.
Archivos digitales
Las opciones de materiales y máquinas son excelentes, pero no tienen ningún valor si no tiene los archivos digitales necesarios para imprimir. Afortunadamente, existen vastos repositorios de archivos STL disponibles para descargar.
Ya no es necesario diseñar sus propios modelos para imprimir. Cualquier cosa que pueda desear probablemente se pueda encontrar en lugares como Thingiverse, Shapeways o MyMiniFactory. Kickstarter siempre tiene algunos modelos imprimibles en 3D en busca de financiación. Y Patreon está repleto de modeladores que ofrecen diseños a los seguidores.
El presente de la impresión 3D es genial para las personas a las que les gusta crear muchos modelos con detalles muy finos. Si te gusta D&D, deberías tener una impresora 3D.
¿Y qué podemos esperar en el futuro?
El futuro de la impresión 3D
Si bien el futuro es muy prometedor para la impresión 3D, las tasas de adopción actuales son lentas. No estamos ni cerca de la promesa de la replicación similar a Star Trek, y es probable que la impresión 3D no sea la tecnología que nos lleve allí.
Pero el futuro puede acercarnos.
Color
En un futuro cercano, es probable que veamos mejoras masivas en la impresión 3D a todo color. Las impresoras como la XYZprinting Da Vinci Color mini están disponibles y usan tinta para agregar color a los filamentos blancos. Esta tecnología está apenas en su infancia. Los costos actuales de la tinta son prohibitivamente altos, pero disminuirán a medida que mejore la tecnología.
La mezcla de colores de filamentos también es prometedora. El único problema es que la mezcla es pasiva. Múltiples filamentos son empujados hacia el bloque de calor para fundirse, pero no existe un mecanismo para lograr que los colores se combinen de manera uniforme.
También está el problema del desperdicio de plástico cuando el color necesita cambiar. Todo el filamento derretido del color anterior debe purgarse para crear el siguiente color. No es un problema insuperable, pero sí actual.
Además de estas mejoras en las técnicas de impresión 3D actuales, el futuro seguramente traerá nuevos tipos de impresión.
Nuevas técnicas de impresión
Si bien hay algunas impresoras modernas con capacidades limitadas para imprimir alimentos, las futuras impresoras podrán imprimir una amplia variedad de alimentos. Hay impresoras que pueden crear diseños de chocolate o imprimir panqueques. La tecnología actual limita los tipos y texturas de los alimentos disponibles.
Aquí, el profesor de impresión 3D habla sobre un concepto para la impresión de alimentos en 3D que va más allá de todo lo disponible actualmente.
Sin embargo, al igual que la comida, la mayoría de los objetos que compramos y usamos están construidos a partir de componentes. La única forma en que podemos lograr una replicación similar a Star Trek es con impresoras de múltiples materiales.
No me refiero a una impresora que imprima PLA y ABS, sino a una que pueda imprimir en plástico, madera, tela, metal, silicona y tal vez incluso vidrio.
El futuro de la impresión 3D tendrá ropa, toallas, sillas, cubiertos, platos, tazas, libros y cualquier cosa impresa en 3D que no necesite detalles microscópicos, como la electrónica.
La electrónica es una categoría importante y creciente de artículos que compramos, pero no parece factible que una impresora 3D tenga la capacidad de imprimir transistores en chips. Pero creo que esa es la limitación.
Algunos de los componentes electrónicos deberán fabricarse utilizando otras técnicas, pero las placas de circuito están hechas de plástico y cobre. Estos deberían ser fácilmente imprimibles en 3D con futuras impresoras de múltiples materiales. Simplemente suelde capacitores, inductores, resistencias y cualquier microchip que se necesite para terminar la impresión.
Conclusión
Entonces, ¿cuál es el futuro de la impresión 3D? El futuro depara mejoras en lo que estamos produciendo actualmente, mejorando en varios colores y materiales. Incluso la impresión 3D de alimentos es una posibilidad factible.
Si bien nunca tendremos una replicación similar a Star Trek de las impresoras 3D, las mejoras continuas pueden acercarnos.
