La impressió 3D és un procés de fabricació que crea un objecte físic tridimensional a partir d'un fitxer digital. Aquest procés s'anomena fabricació additiva, és a dir, s'afegeix material, no s'elimina.
Amb la impressió 3D, creeu un disseny digital 3D en un programa de modelatge, conegut com a programari CAD, i després feu servir una impressora 3D per produir capes de material per formar l'objecte acabat. Empreses, investigadors, professionals mèdics, aficionats i més utilitzen la impressió 3D per a una sèrie d'aplicacions.
A continuació es mostra com va ser la impressió 3D, com funciona, per a què s'utilitza i què depara el futur per a aquesta tecnologia.
La impressió 3D pot ser part de la teva pel·lícula preferida. Els accessoris de pel·lícules com Black Panther, Iron Man, The Avengers i Star Wars utilitzen la impressió 3D, la qual cosa permet als escenògrafs crear i recrear accessoris de manera fàcil i econòmica.
La història (i el futur) de la impressió 3D
A principis dels anys 80, va aparèixer la tecnologia d'impressió 3D, però es coneixia com a tecnologia de prototipatge ràpid o RP. L'any 1980, el doctor Kodama del Japó va presentar una sol·licitud de patent per a la tecnologia RP, però el procés no es va completar.
El 1984, Charles "Chuck" Hull va inventar un procés que va anomenar estereolitografia, que utilitzava llum UV per solidificar material i crear un objecte 3D capa per capa. El 1986, Hull va rebre una patent per al seu aparell d'estereolitografia, o màquina SLA.
Chuck Hull va formar 3D Systems Corporation, una de les empreses de tecnologia 3D més grans del món.
Altres processos i tecnologies d'impressió 3D s'estaven desenvolupant més o menys al mateix temps, i les millores van continuar durant la dècada de 1990 i principis de la dècada de 2000. Tot i així, l'objectiu principal de la tecnologia d'impressió 3D era la creació de prototips i les aplicacions industrials.
La tecnologia d'impressió 3D va començar a notar-se pels mitjans de comunicació l'any 2000 quan es va crear el primer ronyó imprès en 3D, tot i que el trasplantament reeixit d'un ronyó en 3D no es va produir fins al 2013. El 2004, el Projecte RepRap havia una impressora 3D imprimeix una altra impressora 3D. L'any 2008 es va cridar més l'atenció dels mitjans de comunicació amb el primer membre protèsic imprès en 3D.
Ràpidament van seguir altres avenços en 3D, inclosa una casa impresa en 3D on una família es va traslladar el 2018.
Avui, la impressió 3D no es tracta només de prototips i fabricació industrial. Els aficionats, els científics i tothom que hi ha entremig utilitzen la impressió 3D per a la fabricació de productes, béns de consum, avenços mèdics, materials educatius i molt més. S'està tornant més útil per al consumidor quotidià.
Oscar Adelman, director general de Remi, diu que el procés és cada cop més popular a la indústria dental, per exemple. La precisió de la impressió 3D és increïblement impressionant i pot ajudar els clients dentals a estalviar fins a un 80 per cent en productes en comparació amb els preus tradicionals de l'oficina dental.
"A mesura que la tecnologia d'impressió sigui més ràpida, més barata i més habitual, veurem que indústries com el sector dental depenen més de la tecnologia per als procediments quotidians", diu.
La impressió 4D també està en marxa, amb objectes impresos que poden canviar de forma amb el temps.
Com funcionen les impressores 3D
Hi ha diversos tipus de tecnologies d'impressió 3D, inclosa la modelització de deposició fusionada (FDM), també coneguda com a fabricació de filaments fusionats (FFF). FDM és el mètode més comú i popular i s'utilitza a les impressores 3D més assequibles.
El mètode d'impressió FDM utilitza un filament de material plàstic, una mica com una corda. El filament s'alimenta des d'un rotlle a un capçal escalfat, que fon el plàstic. El capçal extrueix el plàstic fos al llit de la màquina. El cap es mou sobre el llit, en 2D, dipositant la primera capa de material.
Un cop completada la primera capa, el cap es mou cap amunt pel gruix de la primera capa i diposita la següent capa a la part superior. La peça s'acumula capa per capa, com si es cou una barra de pa llesca per llesca.
Les impressores 3D FDM populars inclouen MakerBot i Ultimaker.
Exemple de com utilitzar una impressora 3D
A continuació, es mostra com de senzill pot funcionar la impressió 3D en una impressora FDM.
-
Baixeu un model 3D que vulgueu imprimir o dissenyeu-ne un.
Troba models baixables a Thingiverse o GrabCAD. Per dissenyar un model vos altres mateixos, proveu SketchUp o Blender. Per a peces d'enginyeria, proveu el programari CAD com SolidWorks.
- Si encara no ho és, converteix el model en un format d'impressió 3D, com ara un fitxer STL.
-
Importa el model al programari de tall, com ara MakerWare, Cura o Simplify 3D.
MakerWare funciona amb les impressores 3D MakerBot. Cura i Simplify 3D produeixen el codi G, que funciona amb la majoria d'impressores 3D.
-
Configura la compilació al programari de tall. Decidiu com orientar el model a la impressora 3D. Per a FDM, minimitzeu els voladissos més inclinats de 45 graus perquè requereixen estructures de suport.
Quan decidiu l'orientació, tingueu en compte com es carregarà el model perquè les capes no es separin fàcilment.
Image Per estalviar temps i materials, els models generalment no són sòlids. Especifiqueu el percentatge de farciment (normalment del 10 al 35 per cent), el nombre de capes perimetrals (normalment 1 o 2) i el nombre de capes inferior i superior (normalment de 2 a 4). Hi ha altres coses a tenir en compte a l'hora de preparar un model per a la impressió 3D.
- Exporta el programa, que normalment és un fitxer de codi G. El programari de tall converteix el model i la configuració de compilació que heu especificat en un conjunt d'instruccions. La impressora 3D segueix això per construir la peça.
- Transfereix el programa a la impressora 3D mitjançant una targeta SD, USB o Wi-Fi.
-
Imprimeix el model a la impressora 3D.
Image - Quan la impressora 3D acabi de construir el model, traieu-lo i possiblement també netegeu-lo. Trenqueu les estructures de suport i traieu els grumolls restants amb paper de vidre fi.
Altres tipus de màquines d'impressió 3D
A part de les impressores FDM, els mètodes d'impressió 3D també inclouen estereolitografia (SLA), processament de llum digital (DLP), sinterització selectiva làser (SLS), fusió làser selectiva (SLM), fabricació d'objectes laminats (LOM) i digital Fusió de feixos (EBM).
SLA és la tecnologia d'impressió 3D més antiga i encara s'utilitza avui dia. DLP utilitza il·luminació i polímers, mentre que SLS utilitza un làser com a font d'alimentació per crear objectes impresos en 3D forts. SLM, LOM i EBM han caigut en gran mesura en desgracia.
El futur de la impressió 3D
La impressió 3D conduirà a un futur de productes personalitzats a la carta fets a l'instant segons les nostres especificacions exactes? Tot i que això encara no està clar, la tecnologia d'impressió 3D està creixent ràpidament i s'utilitza en moltes àrees.
La impressió en 3D de cases, òrgans del cos, com ara ronyons i extremitats, i altres avenços tenen el potencial de millorar la vida de persones que no s'han dit a tot el món.
