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  • Astrid Hernández Castro

Impresión 3D: Un viaje en el tiempo

La manufactura aditiva, también conocida como impresión 3D, no solo describe a una tecnología específica, de hecho, involucra a una familia de tecnologías que funcionan bajo el mismo principio, el de fabricar piezas completas mediante la apilación de capas consecutivas de material que van definiendo su geometría hasta completar la fabricación partiendo de un modelo digital, con diferencias en los métodos y materiales utilizados en el proceso. Hasta el momento se han categorizado en siete a las diferentes tecnologías de impresión 3D.

La manufactura aditiva (MA) pertenece a las tecnologías de la cuarta revolución industrial, permite obtener productos o prototipos físicos partiendo de modelos 3D digitales.


La manufactura aditiva, también conocida como impresión 3D, no solo describe a una tecnología específica, de hecho, involucra a una familia de tecnologías que funcionan bajo el mismo principio, el de fabricar piezas completas mediante la apilación de capas consecutivas de material que van definiendo su geometría hasta completar la fabricación partiendo de un modelo digital, con diferencias en los métodos y materiales utilizados en el proceso. Hasta el momento se han categorizado en siete a las diferentes tecnologías de impresión 3D.


Esta tecnología tuvo sus inicios a finales de la década de los ochenta, aunque algunos opinan que las ideas de impresión 3D estaban tratándose desde mucho tiempo antes, fue conocida al principio como prototipado rápido y que más adelante tomaría el nombre de manufactura aditiva ampliando así su campo de aplicación. La primera tecnología de impresión 3D desarrollada fue la estereolitografía (SLA), un proceso que solidifica capas finas de una resina líquida polimérica sensible a luz UV usando un láser, en 1986 Charles Hull creador de la tecnología, patenta su invento y funda la empresa 3D Systems, vió la necesidad de realizar un sistema que permitiera obtener prototipos de diseño sin recurrir a moldes que aumentaran los costos y los tiempos de ejecución y encontró una solución en la estereolitografía, Charles también es responsable del formato de archivo STL que continua utilizándose en los procesos de MA.


Más adelante, en 1988 fue Carl Deckard quién patentó el método SLS (sinterizado selectivo por láser), en el que se utiliza una resina en polvo en lugar de una líquida como el propuesto por Hull, y también se unen de manera precisa con la aplicación de un láser. En 1989 Scott Crump, cofundador de Stratasys, inventa y patenta la tecnología de modelado por deposición en fundido (FDM), en la que se usan materiales termoplásticos en forma de filamento para fundirlos y depositarlos sobre una superficie apilando capas hasta conformar el objeto en 3D. Así se desarrollaron las tres principales tecnologías de la MA.


En 1991 se comercializó la manufactura de objetos por laminación (LOM) de la empresa Helisys, en la que se unen y cortan películas de material usando un láser guiado digitalmente. Y en 1993 en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) se inventó y patentó la impresión 3D por inyección o DSPC. Un avance importante sucedió en 1999 gracias a la impresión 3D, cuando en el Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa logran implantar en humanos órganos modificados con implantes arteriales impresos en 3D usando un recubrimiento sintético de las células del paciente, en 2002 en este mismo instituto logran imprimir el primer riñón funcional.


El siguiente reto pensado por el Dr. Adrian Bowyer era democratizar la impresión 3D, por esto fundó el proyecto RepRap en 2004, donde la base era poder crear impresoras 3D capaces de imprimir la mayoría de sus propios componentes expandiendo el acceso de la tecnología a muchas partes del mundo, esto fue creando una red de principiantes de la impresión 3D a nivel doméstico que se conectan por las plataformas digitales para compartir sus experiencias usando la tecnología.


En la primera década del 2000 diversas empresas alrededor del mundo desarrollaron tecnologías de manufactura aditiva que involucraban diferentes materiales, desde metales, cerámicas y compuestos, o mejoraban las técnicas de fabricación, hasta las propiedades finales de cada pieza fabricada. Por ejemplo, en 2001 Envisiotec de Alemania, desarrolló la tecnología de procesamiento en luz directa (DLP) en la que pueden conformar una capa completa al instante con la aplicación de una luz digital sobre un fotopolímero. Consecuente a este, se desarrolló por Arcam la tecnología EBM (electron beam melting) en 2006.


En 2009 al caducar la patente de FDM, se amplía el mercado de empresas comercializando la tecnología lo que reduce los costos, logrando que desde 2010 ocurriera una expansión de impresoras 3D domésticas y gracias a la llegada de Makerbot y la creación de su plataforma llamada Thingiverse, muchos usuarios domésticos lograrían descargar y enviar archivos listos para imprimir, lo que ha llevado a Thingiverse a ser la comunidad online de impresión 3D más grande actualmente.


La manufactura aditiva continúa siendo un tema de innovación y desarrollo tecnológico para empresas en el mundo, cada vez preocupándose por reducir los tiempos de producción, maximizar las propiedades de las piezas obtenidas, reducir o reutilizar las cantidades del material residuo que se genere en el proceso, involucrar nuevos tipos de materiales y trabajar por encontrar soluciones a las desventajas asociadas a cada tecnología.

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