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 poliáctico

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.

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.

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.

La impresión 3D requiere del uso de un software, el correspondiente hardware de la máquina o impresora y los materiales utilizados para la propia impresión y que todos ellos trabajen de forma conjunta. El propio proceso de impresión consiste en crear objetos en tres dimensiones a partir de la superposición de capas de abajo hacia arriba.

Antes de comenzar el proceso, el software divide el gráfico en capas finas como el diámetro del material de salida. Para cada capa, la impresora se va desplazando sobre el plano para ir liberando material sobre las coordenadas correspondientes y así ir formando la figura en tres dimensiones e idéntica a la diseñada en 2D.

Por lo tanto, lo primero que necesitamos para imprimir un objeto en tres dimensiones es un archivo creado con algún software de modelado 3D. Lo siguiente es utilizar el material ideal para su fabricación. Generalmente se utilizando materiales termoplásticos, pero también hay impresoras 3D capaces de utilizar otros materiales como el metal, resinas o polímeros. Eso si, en este caso el coste de las impresoras en mucho mayor puesto que deben ser capaces de fundir el material para su utilización en la impresión por capas.

Y por último esta por supuesto la propia impresora, que como ya podemos deducir, las hay de diferentes tipos en función, sobre todo, del material que utilizan para la impresión 3D.

La impresión 3D es un grupo de tecnologías de fabricación por adición capaz de crear un objeto tridimensional mediante la superposición de capas sucesivas de un determinado material. Un proceso por el que se crean objetos físicos a través de la colocación de un material en capas a partir de un modelo digital. Por lo tanto, se trata de un proceso en el que se crear un objeto físico en tres dimensiones a través de un objeto o modelos digital mediante una impresora 3D que puede usar diferentes tecnologías y materiales para ir superponiendo capas hasta crear una réplica perfecta.

Un poco de historia

Aunque nos puede parecer un término y tecnología moderna, lo cierto es que en el año 1976 ya se desarrollaron los primeros equipos y materiales de construcción para la impresión en 3D. Unos años después, en 1981, Hideo Kodama inventó dos métodos de fabricación AM de un modelo de plástico tridimensional con un polímero fotoendurecible.

En 1984 fueron varios los proyectos presentados y patentados basados en el proceso de estereolitografía, que se basa en ir añadiendo capas mediante el curado de fotopolímeros con láseres de rayos ultravioleta. Además, se definió un sistema para generar objetos tridimensionales mediante la creación de un patrón del objeto a formar que dio lugar al formato de archivo STL, que es ampliamente aceptado hoy en día para la impresión 3D.

Primera máquina de impresión 3D SLA

En el año 1992 se desarrolló la primera máquina de impresión 3D de tipo SLA (estereolotigráfico) y fue obra de la compañía 3d Systems. Un láser ultravioleta iba solidificando un fotopolímero capa por capa para crear objetos tridimensionales. A pesar de que no eran piezas muy perfectas, hacía pensar en el gran potencial que podía ofrecer este tipo de máquinas.

Siete años después, en 1999 se pudieron ver grandes avances con el primer órgano criado en laboratorio por el equipo de investigación del instituto de Wake Forest de medicina regenerativa a través de su proyecto de conseguir imprimir órganos y tejidos con tecnología de impresión 3D.

Primera impresora tipo SLS

En 2006 se construye la primera impresora tipo SLS o de sintetización de láser selectivo. Una máquina que utiliza un láser para fundir materiales durante el proceso de impresión 3D y que dio una gran esperanza a la fabricación de piezas industriales, prótesis, etc.  Un par de años más tarde, a través del proyecto RepRap, vió la luz la primera impresora capaz de replicar sus propios componentes, lo que permitía construir impresoras idénticas o piezas de repuesto.

Avances y actualidad

En el año 2011 los ingenieros de la Universidad de Shouthampton diseñaron un avión no tripulado impreso en 3D y fabricado en tan solo una semana. En ese mismo año, se pudo ver también el primer prototipo de un coche cuya carrocería había sido creada a través de la impresión 3D o cómo se llevó esta tecnología a otro mercado muy distinto como el de la joyería, pudiendo incluso imprimir piezas de oro y plata en 3D a partir de ciertos modelos.

En los últimos años hemos visto aplicaciones múltiples en implantes dentales, prótesis de huesos, etc. Incluso hemos visto cómo recientemente se utilizaban las impresoras 3D para fabricar material sanitario para ayudar en lucha contra el coronavirus en hospitales, adaptadores para respiradores, pantallas protectoras, etc.