Historia de la impresión 3D

La historia completa de la impresión 3D

Si bien la impresión 3D es una tecnología relativamente nueva, su historia es profunda, variada e interesante y, por supuesto, sigue evolucionando. Aquí, analizaremos brevemente los orígenes de la tecnología, su aumento en popularidad y uso, y lo que creemos que le depara el futuro.

Las primeras impresoras 3D

La primera impresora 3D se originó en 1981, cuando el Dr. Hideo Kodama inventó una de las primeras máquinas de creación rápida de prototipos que creaba piezas capa por capa, utilizando una resina que podía polimerizarse con luz ultravioleta. En 1986, Chuck Hull presentó la primera patente de estereolitografía (SLA), considerado “el inventor de la impresión 3D” por crear y comercializar tanto SLA como el formato .stl, el tipo de archivo más común utilizado para la impresión 3D.

En 1988, Carl Deckard, un estudiante de la Universidad de Texas, obtuvo la licencia de la tecnología de sinterización selectiva por láser (SLS), otro tipo de impresión 3D que utiliza un láser para sinterizar material en polvo en estructuras sólidas. Poco después, en 1989, Scott Crump patentó el modelado por deposición fundida (FDM), también conocido como fabricación de filamentos fundidos (FFF), y fundó Stratasys, uno de los principales actores en la industria de la impresión 3D hasta el día de hoy. Ese mismo año, la empresa de Hull, 3D Systems Corporation, lanzó la impresora 3D SLA-1.

La década de 1990 y el crecimiento de la industria de la impresión 3D

La década de 1990 vio un gran crecimiento para la industria de la impresión 3D inicial, con la fundación de nuevas empresas y la exploración de nuevas tecnologías de fabricación aditiva. Sin embargo, no fue hasta 2006 que la primera impresora SLS estuvo disponible comercialmente.

El proyecto RepRap

2005 resultó ser un año histórico para la tecnología de impresión 3D, gracias al surgimiento de una iniciativa de código abierto llamada Proyecto RepRap, fundada por el Dr. Adrian Bowyer.

El objetivo inicial del proyecto era repensar la fabricación aditiva, empezando por FDM/FFF, como una tecnología de bajo coste capaz de autorreplicarse. El resultado fue una impresora 3D llamada RepRap, que se convirtió en una inspiración para prácticamente todas las impresoras 3D de bajo costo exitosas a partir de ese momento.

La impresora 3D RepRap está hecha de muchas piezas de plástico que pueden ser impresas por el propio RepRap. Esto significa que cualquier propietario de un RepRap puede imprimir otra impresora 3D, por lo tanto, “autorreplicante”, junto con otras piezas, herramientas o diseños.

La década de 2000: el código abierto abre puertas

Debido a que es de código abierto, lo que hace que la tecnología de impresión 3D sea accesible para prácticamente cualquier persona con una computadora, RepRap fue nombrada la “cosa impresa en 3D más importante” número uno por 3Dprint.com en 2017.

El éxito del proyecto RepRap fue un catalizador para el auge de las impresoras 3D comerciales. Muchas de las patentes presentadas en la década de 1980 con respecto a FDM también pasaron al dominio público en 2006. Esto provocó un aumento aún mayor de fabricantes de impresión 3D en el mercado; un ejemplo notable fue Makerbot, que se fundó en 2009. Makerbot fue una gran fuerza detrás llevar la impresión

3D al mercado principal y abrir la puerta tanto a usuarios profesionales como aficionados, o “fabricantes”. La empresa vendía kits de bricolaje de código abierto que permitían a los clientes construir sus propias impresoras 3D. Su repositorio de archivos en línea, Thingiverse, también alberga cientos de miles de archivos de impresión 3D descargables gratuitos y de pago. El sitio pronto se convirtió en la comunidad en línea más grande del mundo para la impresión 3D.

La impresión 3D hoy

Desde el surgimiento de las impresoras 3D comerciales, el panorama de la industria ha cambiado drásticamente. Ahora, las impresoras 3D, tanto de escritorio como de otro tipo, se utilizan en industrias y secciones como la aeroespacial, la arquitectura, la fabricación, la automoción, la sanidad, la construcción y, por supuesto, muchas más.

Ejemplos de impresión 3D moderna

En 2018, por ejemplo, la Estación Espacial Internacional imprimió la primera herramienta en el espacio, utilizando una impresora 3D de baja gravedad. Esto permitió a los trabajadores acceder a las herramientas que necesitaban para el mantenimiento mucho más rápido, en lugar de esperar a que se las entregaran desde la Tierra.

La tecnología de impresión 3D también permite a organizaciones como Gerhard Schubert GmbH transformar la forma en que operan, creando “almacenes digitales” de piezas y herramientas que pueden ser impresas bajo demanda tanto por las propias organizaciones de fabricación como por sus clientes.

Materiales de impresión 3D de hoy

Según los métodos utilizados para la impresión en 3D, hemos visto que se pueden usar diferentes materiales. Y es que una impresora no puede utilizar cualquier material para imprimir, sino que tiene que usar alguno compatible con el tipo de impresora y tecnologías utilizadas.

Existe una gran variedad de materiales usados para la impresión de objetos en tres dimensiones, desde materiales líquidos, sólidos, flexibles, transparentes, opacos, de colores, etc. Materiales que según sus propiedades pueden satisfacer las necesidades de las piezas u objetos creados a partir de ellos, ya que cada uno dispone de diferentes características y propiedades que permiten la creación de determinados objetos con una determinada resistencia o con una precisión mayor. Entre los materiales más utilizados destacan:

• Ácido poliláctico (PLA). Se trata de un polímero constituido por elementos similares al ácido láctico y con propiedades similares a las del tereftalato de polietileno (PET) que se utiliza habitualmente para hacer envases. Un termoplástico fabricado a partir de almidón de maíz, yuca, mandioca o caña de azúcar.
• Laywoo-D3. Material formado por la mezcla de un polímero, similar al PLA, y polvo de madera en diferentes porcentajes y que ofrecen un resultado con un aspecto similar a la madera y que se puede pintar y lijar fácilmente. Concretamente, se fabrica a partir de un 40% de fibras de madera y un polímero de unión para recrear un acabado en su superficie acompañado de una textura muy similar a la de la madera.
• Acrilonitrilo butadieno estireno (ABS). En esta ocasión, se trata de un plástico muy resistente y que aguanta altas temperaturas. Ofrece cierta flexibilidad y es fácil de pintar. Además, podemos decir de este material que suele ser especialmente utilizado en automoción, además de en otros sectores como el industrial y el doméstico.
• Poliestireno de alto impacto (HIPS). Es una variedad de los poliestirenos, un polímero bastante frágil a temperatura ambiente y que modifica mediante la adición de polibutadieno para mejorar su resistencia. Comúnmente, se le suele denominar como HIPS o PSAI.
• Tereftalato de polietileno (PET)
• Es un tipo de plástico muy utilizado para envases de bebidas. Químicamente es un polímero que se obtiene de la reacción de policondensación entre el ácido tereftálico y el etilenglicol. Pertenece al grupo de los materiales sintéticos denominados poliésteres.
• Elastómero termoplástico (TPE). Son un tipo de polímeros o mezcla de polímeros que forman materiales termoplásticos y elastoméricas. Es decir, combinan las ventajas de materiales elásticos como las propias gomas y los materiales plásticos. Se les suele conocer como TPE o ‘cauchos’ termoplásticos.
• Filaflex. Es un filamento elástico con una base de poliuretano y otros aditivos que ofrecen en conjunto una gran elasticidad. La impresión con este tipo de material es más lenta, pero es muy útil para determinados objetos. Es un filamento que permite crear un objeto flexible y elástico, ideal para, por ejemplo, fabricar zapatillas, prótesis, pulseras o carcasas de móvil, entre otros.
• Laybrick. Se trata de un material que resulta de la mezcla de varios materiales plásticos y yeso. Esto hace que los objetos adquieran un aspecto como de piedra y que se puedan pintar y lijar fácilmente. Está hecho con arenisca y un polímero de unión que crea un acabado superficial similar al de un objeto cerámico o de piedra.
• Nylon. Polímero sintético del grupo de las poliamidas. Una fibra textil elástica y resistente muy utilizada para la fabricación y confección de tejidos y telas.
• Metales amorfos (BGM). Los metales amorfos con aquellos que tiene una estructura a nivel atómica desordenada, que permiten varias formas para su solidificación. Además, a diferencia de la mayoría de otros metales, son cristalinos y tienen un arreglo sumamente ordenado de átomos, lo que les distancia del resto.

El futuro de la impresión 3D

La impresión 3D ha evolucionado mucho en los últimos años y ya ha quedado clara la infinidad de posibilidades que ofrece. A día de hoy, aunque ya es utilizada en determinados ámbitos, lo cierto es que se espera que en un futuro cojan aún mayor protagonismo que el que tiene a día de hoy las impresoras de tinta.

Y es que las impresoras de objetos en tres dimensiones ofrecen muchas más posibilidades que las impresoras de tinta. Lo cierto es que las expectativas sobre este tipo de dispositivos son muy grandes, sobre todo porque se espera que puedan cambiar nuestras vidas en un futuro próximo.

Medicina y salud

En el ámbito industrial se esperan reducir los tiempos y costes de producción, pero sin duda, donde ha generado una mayor expectación la impresión 3D es en el ámbito de la medicina o la salud. Desde hace tiempo llevamos escuchando cómo las impresoras de objetos en tres dimensiones podrían crear órganos humanos totalmente tolerables por nuestro organismo, incluso haciendo uso de las propias células de esa misma persona.

Esto supondría la posibilidad de realizar muchísimos más trasplantes de órganos de los que se hacen a día de hoy, evitando las listas de espera y alargando la esperanza de vida de las personas.

Lo mismo ocurre con la posibilidad de crear huesos o prótesis para todas aquellas personas con diferentes problemas de movilidad. Incluso se ha llegado a oír ya sobre la posibilidad de huesos impresos que podrían ser reabsorbidos de forma natural por nuestro propio cuerpo hasta que el organismo sea capaz de regenerar ese hueso. También se han conseguido ya algunos hitos para la creación de fármacos, lo cual permitiría fabricar de forma automatizada medicinas con fórmulas especiales y personalizadas.

Pero las posibilidades que nos puede ofrecer la impresión en 3D son casi infinitas. Tanto es así, que existen diversas iniciativas y proyectos para la construcción de casas impresas, lo que supone la posibilidad de construir viviendas en países pobres a un bajo coste y sin la necesidad de tantos recursos. Eso por no hablar de que este tipo de construcción es mucho más ecológica que la construcción convencional.