Historia de la impresión 3D: cómo empezó todo

Hoy en día, las impresoras 3D están por todas partes. Desde principios de la década de los 80, la impresión 3D ha evolucionado hasta convertirse en un sector global valorado en varios miles de millones de dólares.

Antes de la impresión 3D, los artistas y diseñadores de productos vivían en un mundo bidimensional y creaban los diseños en papel. Cuando se necesitaba un modelo en 3D, los diseñadores tenían que crearlo montando piezas o esculpiendo a partir de bloques sólidos. La fabricación de estos modelos, también llamados prototipos, era un proceso largo y costoso. En la década de los 70, hizo su aparición el software CAD para mejora el proceso de diseño. Los diseñadores cambiaron los dibujos a mano por los bocetos realizados en ordenador. Esto supuso un ahorro de tiempo y dinero, pero seguían sin disponer de una forma sencilla de crear un modelo.

El cerebro detrás de las impresoras

La historia de la impresión 3D estaría incompleta si no habláramos del software de las impresoras. Antes de la aparición del software 3D, los diseñadores e ingenieros generaban diseños planos en dos dimensiones y los artistas creaban modelos 3D a partir de ellos. El proceso era complejo y caro. Todo esto cambió con la invención del software de diseño asistido por ordenador 3D (CAD 3D).

Los diseñadores podían convertir directamente sus ideas en modelos tridimensionales. El software CAD 3D de primera generación era muy caro y requería el uso de estaciones de trabajo de alto rendimiento. Algunas empresas de los sectores aeroespacial y de automoción fueron los principales usuarios de este primer software CAD y colaboraron con las empresas de software para mejorar la tecnología CAD 3D.

El software CAD 3D genera modelos utilizando una malla de formas geométricas. Los diseñadores pueden ver y modificar los modelos en la pantalla de su ordenador. Los archivos STL traducen los modelos a un lenguaje que las impresoras 3D pueden entender. El software de laminado se encarga después de laminar el modelo CAD en capas virtuales para la impresión.

Actualmente, los precios del software CAD 3D son lo suficientemente bajos como para que los consumidores lo utilicen con impresoras 3D de sobremesa. La evolución de la tecnología de impresión 3D sigue favoreciendo las mejoras en calidad y precio.

Estereolitografía

En 1982, Chuck Hall, un ingeniero de diseño, tenía un problema de fabricación que intentaba resolver. En una entrevista con Industry Week, explicó cuál era el problema: "El proceso era así, se diseña la pieza, se hacen planos de la misma y se habla con un fabricante de herramientas que se encargará de realizar el molde para la pieza de plástico. Después, ese molde pasa a otro fabricante que inyecta esa primera pieza. Seis semanas después, como mínimo, quizá ocho, se dispone de la primera pieza".

Hall patentó un diseño para la impresora 3D por estereolitografía. Utilizó luz ultravioleta para aglutinar polímeros en capas. La luz incide en una capa de polímero que se endurece y después desciende hasta un baño de polímero líquido. Las capas se endurecen hasta que se obtiene la forma deseada.

Sinterizado selectivo por láser

El estudiante universitario Carl Decker patentó un método de impresión 3D que utilizaba tecnología láser. El sinterizado selectivo por láser (SLS) utiliza láser para fusionar polvos termoplásticos y crear una forma.

Fused Deposition Modeling (FDM)

En 1988, S. Scott Crump buscaba una forma sencilla de hacer una rana de juguete para su hija. Con ayuda de una pistola de pegamento caliente, fundió el plástico para verterlo después en capas finas. Lo llamó Fused Deposition Modeling (FDM).

Su máquina fundió los filamentos de plástico y los dispuso en capas sobre una superficie plana. El objeto empezó a tomar forma a medida que el plástico se enfriaba. Después utilizo software de control numérico para automatizar el proceso. Una vez obtenida la patente, Crump y Lisa, su esposa, fundaron Stratasys. La tecnología FDM® se utiliza actualmente en muchas impresoras 3D.

Tecnologías de impresión 3D en acción

El prototipado sigue siendo el uso más habitual de los modelos impresos en 3D. Los diseñadores crean modelos para ver sus diseños en una forma tangible. De esta forma pueden realizar modificaciones y mejoras en las primeras fases del proceso de diseño. Las piezas impresas en 3D con metales y materiales composite se utilizan después en los productos finales. También se emplean en moldes y herramientas para la fábrica.

En treinta años, los sueños de unas cuantas mentes brillantes han dado lugar a un nuevo y pujante sector. Actualmente, su esfuerzo y sus horas de trabajo y dedicación benefician a millones de inventores, artistas e ingenieros.