El modelado 3D es una dirección de desarrollo y multitarea muy popular en la industria informática actual. La creación de modelos virtuales de algo se ha convertido en una parte integral de la producción moderna.
Las tecnologías modernas no se detienen y cada día se inventan nuevos elementos en diversos campos de la ciencia. Uno de esos conocimientos es una impresora 3D. La invención de este dispositivo permite crear modelos 3D únicos, cuyo uso es posible en cualquier industria, desde la construcción hasta la medicina.
La historia de la impresora 3D y ¿que es?
De hecho, las impresoras 3D industriales aparecieron hace mucho tiempo, pero su existencia no fue tan publicitada para la población en general. El primer modelo 3D apareció en 1985. La impresora era un poco funcional y estaba impresa en blanco y negro. Ya en 1988, comenzó la producción de modelos en color. Por el momento, hay una gran cantidad de modelos que funcionan en una amplia gama de materiales. En 2000, las impresoras 3D solo podían funcionar con plástico ABC. Y hoy la gama de materiales se ha ampliado a varios cientos de materiales. Estos incluyen: acrílico, hormigón, hidrogel, papel, yeso, hielo, etc.
Ya en 2005, apareció un modelo de impresora, que permitió crear modelos de color. Este dispositivo podría imprimir la mayoría de los componentes del modelo. En 2014, apareció la primera impresora con un área de impresión enorme. Este desarrollo permite la creación de modelos de tamaño ilimitado. Ya se ha intentado imprimir una casa de hormigón en su tamaño completo.
No tomó más de un día erigir tal estructura. Ya en 2016, se presentó en Dubai el primer edificio impreso en 3D. En febrero de 2017, Rusia también dio a conocer una casa impresa en su totalidad en el sitio de construcción. Este año también se desarrolló una impresora de seis ejes, con la que los elementos complejos serán mucho más fáciles de imprimir sin necesidad de estructuras de soporte. Por el momento, el desarrollo de impresoras que pueden imprimir órganos humanos, prótesis, implantes, carrocerías e incluso alimentos está en pleno apogeo.
Entonces, ¿qué es una impresora 3D y qué funciones realiza?
Una impresora 3D es un dispositivo especial para crear modelos tridimensionales. Con esta máquina, puede crear modelos tridimensionales de varios tamaños. Debido a la salida de información en forma tridimensional, todos los objetos obtenidos tienen parámetros físicos reales.
¿Cómo funciona una impresora 3D y cómo se crean modelos 3D reales?
Si describimos el trabajo de una impresora 3D en términos generales, hay varias etapas principales de su trabajo:
- Creación de un modelo 3D en un programa gráfico. En esta etapa, el modelo se crea en la computadora utilizando plantillas virtuales especiales.
- Dividiendo el modelo en capas.
- La siguiente etapa está relacionada con el funcionamiento de la propia impresora. Forma una masa de un polvo especial capa por capa, que se utiliza para la formación posterior del modelo. Se crea una cámara especial, que se llena con material plástico.
- Después de cada capa, el material se lubrica con una capa adhesiva, lo que le da resistencia al futuro modelo.
Tipos de modelado 3D
En esta área, las tecnologías modernas se están desarrollando en varias direcciones:
- tecnologías estereolitográficas, que se abrevian como STL. Un formato de archivo ampliamente utilizado para almacenar modelos tridimensionales de objetos para su uso en tecnologías aditivas.
- métodos de aplicación de termoplásticos - FDM. Modelado de modelos mediante deposición de material capa a capa.
- sinterización láser - SLS. La tecnología (SLS) implica el uso de uno o más láseres (generalmente dióxido de carbono) para sinterizar partículas de un material en polvo para formar un objeto físico tridimensional.
Hoy en día, el método de deposición capa por capa es el más popular y ampliamente utilizado en la industria.
Las principales ventajas de este método son:
- uso de materiales económicos y de alta calidad;
- técnica de operación simple;
- respeto al medio ambiente de los materiales utilizados.
Estereolitografía láser
Este tipo de modelado 3D se utiliza mucho en prótesis dentales. Una característica distintiva de este tipo de impresión es la producción de objetos de alta calidad. Estos resultados se logran gracias al uso de equipos que funcionan en una cuadrícula dimensional, que se calcula en micrones unitarios.
¿Cómo funciona ese equipo?
La parte funcional de dicho equipo se basa en proyectores LED ultravioleta. Dentro de estas impresoras 3D hay delicados espejos que proporcionan una desviación precisa de los rayos. debido a esto, no se produce una exposición secuencial, sino completa de las capas del contorno.
Sinterización láser
La sinterización láser, o tecnología SLS, es otro tipo de modelado láser. Para su funcionamiento, estos dispositivos utilizan plástico de bajo punto de fusión. La base del desarrollo único es un potente láser que traza los contornos sobre una base de plástico, fusionando el material. El proceso se repite hasta obtener un modelo completo. una desventaja significativa de la sinterización por láser es la porosidad de los modelos resultantes. sin embargo, esto no afecta la fuerza de ninguna manera. se cree que los modelos obtenidos por este método son los más duraderos. La instalación para la sinterización por láser tiene un costo bastante alto y el proceso de formación del modelo en sí lleva mucho tiempo.
¿Qué materiales se utilizan para crear modelos 3D?
Como ya se mencionó, el material principal utilizado en las impresoras 3D es el termoplástico. Viene en dos formatos: ABS y PLA. Además, se han generalizado materiales como nailon, polietileno, policarbonato y otros tipos de materiales que se utilizan en la industria.
Muchas impresoras 3D implican mezclar varios tipos de materiales, combinando sus propiedades físicas y químicas.
Las instalaciones que utilizan metales para su trabajo son más complejas en su estructura. La diferencia en la tecnología se reduce a las funciones del cabezal de impresión, que opera sobre la base de un programa de computadora. Con su ayuda, se aplica una masa adhesiva de unión en los lugares donde apunta el programa de computadora. A continuación, el cabezal aplica una fina capa de polvo metálico en toda el área de trabajo. Es decir, el metal no se funde, como es el caso de los plásticos, sino que se aplica y se pega en capas en forma de partículas pequeñas.
Datos interesantes sobre las impresoras 3D
- La impresión 3D se usa no solo en la industria, también se usa ampliamente en medicina, cocina e incluso en el espacio.
- Cada año, el precio de las impresoras 3D se vuelve más bajo y más asequible. Pronto esta tecnología estará disponible para casi todo el mundo.
- El primer modelo 3D se creó en 1984. Fue obtenido por Chuck Hill como resultado de la estereolitografía.
- No hace mucho tiempo, los órganos artificiales se creaban con una impresora 3D. Las prótesis de oído fueron los primeros modelos.
- En un futuro próximo, los científicos van a imprimir el primer modelo humano.
- El modelado 3D ayudará a reducir los costos de producción, por lo que la producción en fábrica pronto dejará de ser rentable.
- Las tecnologías 3D se han utilizado en cinematografía durante mucho tiempo para crear modelos realistas.
- Los científicos sugieren que con la ayuda del modelado 3D, se pueden crear robots que, en lugar de personas, exploren el espacio.
- Ya se han mostrado al mundo modelos 3D de vestidos. La modelo Dita Von Teese se convirtió en la primera estrella en usar un vestido impreso en 3D.
