Historia de la impresión 3D: una mirada a cómo comenzó la industria

Hoy, las impresoras 3D están en todas partes. Desde principios de la década de 1980, la impresión 3D se ha convertido en una industria global multimillonaria.

Antes de la impresión 3D, los diseñadores y artistas de productos vivían en un mundo bidimensional, creando diseños en papel. Si era necesario un modelo 3D, los diseñadores tenían que construirlo ensamblando piezas o esculpiendo a partir de sólidos en blanco. Estos modelos, también conocidos como prototipos, llevaban mucho tiempo y eran costosos de construir. En la década de 1970, surgió el software CAD para mejorar el proceso de diseño. Los diseñadores reemplazaron los tediosos dibujos a mano con dibujos de computadora. Esto ahorró dinero y tiempo, pero aún no tenían una manera fácil de crear un modelo.

Los cerebros detrás de las impresoras

El historial de impresión 3D estaría incompleto sin un debate del software que alimenta las impresoras. Antes del software 3D, los diseñadores e ingenieros generaban diseños planos y bidimensionales y los artistas creaban modelos 3D a partir de esos diseños. El proceso era difícil y costoso. Todo esto cambió con la invención del software 3D de diseño asistido por computadora (CAD).

Los diseñadores pueden traducir sus ideas directamente en modelos tridimensionales. El software CAD en 3D de primera generación era muy costoso y requería estaciones de trabajo de alto rendimiento. Las compañías aeroespaciales y automotrices fueron las principales usuarias de las primeras versiones del software CAD. Trabajaron con compañías de software para mejorar la tecnología CAD en 3D.

El software CAD en 3D genera modelos utilizando una malla de formas geométricas. Los diseñadores pueden ver y editar los modelos en las pantallas de sus computadoras. Los archivos STL traducen modelos a un lenguaje que las impresoras 3D puedan entender. Luego, el software Slicer corta el modelo CAD en capas virtuales para imprimir.

Hoy en día, los precios del software CAD en 3D son lo suficientemente bajos como para que los consumidores los utilicen con impresoras 3D de escritorio. La evolución de la tecnología de impresión 3D continúa impulsando mejoras en calidad y precio.

Estereolitografía

En 1982, Chuck Hall era un ingeniero de diseño que intentaba resolver un problema de fabricación. En una entrevista con Industry Week, él explicó el problema: "El proceso era, entonces, diseñar la pieza, luego hacer planos de la pieza, discutirla con un fabricante de herramientas que haría el molde para la pieza de plástico. Entonces, ese molde iría a un moldeador que inyectaría esa primera parte. Al menos seis semanas después, tal vez ocho semanas, verías tu primera pieza".

Hall pasó a patentar un diseño para la impresora 3D estereolitográfica (SLA). Usó luz UV para unir polímeros en capas. La luz incide en una capa de polímero que se endurece y luego baja a un baño de polímero líquido. Cada capa se endurece hasta que se crea la forma.

Sinterización por láser selectiva

El estudiante universitario Carl Becker patentó un método de impresión 3D con tecnología láser. La sinterización selectiva por láser (SLS) utiliza láseres para unir los polvos termoplásticos en una forma.

Fused Deposition Modeling (FDM)

En 1988, S. Scott Crump estaba buscando una forma más sencilla de hacer una rana de juguete para su hija. Usando una pistola de pegamento caliente, derritió el plástico y lo vertió en capas delgadas. Llamó al invento Fused Deposition Modeling (FDM).

Su máquina derritió y colocó filamentos de plástico sobre una superficie plana. Cobró forma cuando el plástico se enfrió. Luego, utilizó el software de control numérico (NC) para automatizar el proceso. Con patente en mano, Crump y su esposa, Lisa, fundaron Stratasys. FDM® ahora se usa en muchas impresoras 3D.

Tecnologías de impresión 3D en funcionamiento

El prototipado sigue siendo la aplicación más común para los modelos impresos en 3D. Los diseñadores crean modelos para ver diseños en forma tangible. Esto les permite realizar modificaciones y mejoras al principio del proceso de diseño. Las piezas impresas en 3D hechas de compuestos y metales se utilizan en los productos finales. También se utilizan para moldes y herramientas en el piso de la fábrica.

En treinta años, los sueños de unas pocas personas brillantes crearon una nueva industria en auge. Ahora, su ardua labor y sus largas horas de trabajo benefician a millones de inventores, artistas e ingenieros.