¿Qué es la impresión 3D y cómo funciona?

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¿Cuál es el problema con la impresión 3D? ¿Es simplemente impresión en tres dimensiones, no? Si bien la “impresión 3D” suena bastante inocente, es una tecnología que está desarraigando una gran cantidad de industrias, alterando las economías manufactureras y obligándonos a reevaluar las formas mismas en que pensamos sobre el diseño.

Al igual que la impresión tradicional, que deposita capas de tinta sobre el papel, la impresión 3D implica depositar sucesivamente capas delgadas de materia prima una sobre otra para formar objetos físicos. Me resulta útil pensar en las impresoras 3D como robots obedientes que colocan bloques de Lego uno a la vez, capa sobre capa, hasta que ¡voilá!, tienes una réplica del Empire State Building hecha con Lego. Así es básicamente cómo funciona una impresora 3D.

Envías a la impresora información sobre lo que se va a fabricar (por ejemplo, un diseño almacenado en un archivo CAD digital) y la impresora lo imprime desde la base hacia arriba, colocando sistemáticamente «bloques» de material, capa sobre capa, hasta que tu idea virtual se convierte en una realidad física. Sin embargo, a diferencia de mi simpático robot para construir con Lego, las impresoras 3D suelen tener una fuente de calor, como un láser, que fusiona la materia prima a medida que se va colocando (nota para la humanidad: no equipes a los robots para construir con Lego con láseres potentes).

La impresión 3D es tan diferente de las técnicas de fabricación tradicionales que se tuvo que inventar una nueva terminología de fabricación. Antes de que apareciera la impresión 3D, la fabricación se denominaba simplemente “fabricación”. Ahora, también se la conoce como “fabricación sustractiva”, porque estas técnicas tradicionales implican empezar con material sobrante y “restarle” material (taladrando, fresando, etc.) para formar el producto final.

En cambio, la impresión 3D es un proceso de “fabricación aditiva” porque se “añaden” materiales para formar el mismo producto. Por tanto, la impresión 3D solo utiliza la cantidad precisa de material que forma el producto final. En comparación con la fabricación sustractiva, la impresión 3D puede reducir drásticamente la cantidad de material y herramientas necesarias para formar un producto físico.

A pesar de las ventajas mencionadas anteriormente y otras posibles de la impresión 3D, no fue ampliamente adoptada ni siquiera popular cuando se desarrolló por primera vez en la década de 1980. Sin embargo, con la expiración de muchas patentes que respaldaban la tecnología de impresión 3D, se desarrollaron impresoras 3D más económicas y más pequeñas y se hicieron fácilmente accesibles.

El crecimiento de los servicios de impresión 3D en línea acompañó esta explosión de impresoras 3D de bajo costo y permitió al público acceder e imprimir sus diseños digitales desde impresoras 3D en todo el mundo. La impresión 3D también se hizo accesible a públicos no especializados en tecnología, incluidos artistas visuales, arquitectos e incluso chefs, allanando el camino para formas de arte que antes eran imposibles. En un guiño a la democratización de la impresión 3D, en 2005 nació el proyecto RepRap, una iniciativa de la Universidad de Bath para desarrollar una impresora 3D de bajo costo que pudiera imprimirse a sí misma. Sin embargo, esta mini revolución fue solo el comienzo.

En la última década, las tecnologías de impresión 3D han hecho avances revolucionarios en las industrias aeroespacial, de electrónica de consumo y médica, por nombrar solo algunas. En 2008 se imprimió en 3D la primera pierna protésica que se utilizó sin necesidad de un montaje adicional. Recientemente, y probablemente sin que la mayoría lo sepa, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos aprobó las primeras píldoras impresas en 3D. Y para aquellos que piensan que la impresión 3D se limita a artículos domésticos relativamente pequeños, en 2011, la Universidad de Southampton diseñó e imprimió la primera aeronave no tripulada impresa en 3D del mundo por tan solo 7.000 euros. No es de extrañar, entonces, que en el discurso sobre el Estado de la Unión de 2013 de Obama elogie la impresión 3D por tener «el potencial de revolucionar la forma en que fabricamos casi todo».

La impresión 3D también está cambiando la forma en que pensamos sobre la fabricación de productos. Antes de la impresión 3D, el costo y el tiempo necesarios para diseñar, probar y llevar un componente a producción inculcaban naturalmente un elemento de aversión al riesgo en los diseñadores e ingenieros. Dado que la impresión 3D permite diseñar e imprimir incluso los componentes más complejos sin incurrir en costos asociados con herramientas y mano de obra, los diseñadores pueden liberarse de estas limitaciones comerciales y pueden crear con un mayor grado de libertad.

El avance de la impresión 3D no muestra signos de desaceleración. A medida que la tecnología se vuelve más extendida, utilizable, barata y rápida, una conclusión lógica es que se fabricarán más bienes en el punto de venta o consumo o cerca de él. Esto tiene ramificaciones importantes para los países cuyas economías se ven impulsadas por la manufactura, como China. A pesar de su mano de obra barata y sus escalas de eficiencia, las plantas de fabricación en el extranjero simplemente no podrán competir en precio cuando la impresión 3D elimine en gran medida la necesidad de herramientas, ensamblaje y transporte de bienes por todo el mundo. A medida que la prevalencia de la impresión 3D siga creciendo y los usuarios finales comiencen a imprimir su propia ropa y piezas de repuesto, los factores que hacen de China la fábrica del mundo sin duda disminuirán.

Las realidades que la impresión 3D hace posibles tienen implicaciones de largo alcance y el poder de alterar las economías de las potencias mundiales. La impresión 3D se está aprovechando incluso para imprimir órganos, con la esperanza de que pueda mitigar la escasez mundial de órganos y los mercados negros asociados. A medida que aumenta la lista de materiales que pueden utilizarse con impresoras 3D y la velocidad y la resolución de las impresoras, parece que solo nuestra imaginación puede poner un límite a lo que se puede producir.

Advertencia: las impresoras 3D nunca deben dejarse sin supervisión, ya que pueden suponer un riesgo de incendio.