Guía completa: La impresión 3D de vidrio, ¡te explicamos todo!
El vidrio o cristal es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se puede encontrar en el entorno natural, aunque también puede ser producido por el humano. En el ámbito de la fabricación aditiva, es un material poco común, pero que se puede procesar para crear, capa a capa, originales piezas de cristal. Gracias a las investigaciones emergentes entorno a este método de fabricación, la impresión 3D de vidrio está ganando popularidad y está animando a cada vez más empresas a desarrollar sus propias soluciones. Además, esta tecnología está atrayendo la atención de científicos y artistas ya que ofrece nuevas vías para la fabricación de cristal. Sigue leyendo esta guía completa para saber más acerca de la impresión 3D de vidrio, sus características, ventajas, limitaciones y aplicaciones más destacadas.
Características de la impresión 3D de vidrio
Antes de entrar de lleno en el proceso de fabricación en sí, echemos un ojo al material. El vidrio se suele encontrar de manera natural en forma de obsidiana, generada cuando lava volcánica con alto contenido en sílice se enfría rápidamente, sin llegar a formar cristales. El tipo de vidrio que conocemos comúnmente es una opción muy versátil en términos de color y propiedades. De hecho, aunque en todo momento hablemos del vidrio en general, lo cierto es que podemos encontrar diferentes variantes. Dependiendo de si estamos trabajando con vidrio sodocálcico, vidrio artístico, vidrio cristalino o botellas recicladas, la temperatura de fabricación puede variar ligeramente para obtener los resultados deseados.
Piezas creadas mediante impresión 3D de cristal. (Créditos: Chikara Inamura)
Como todo proceso de impresión 3D comenzaremos pasando el diseño por un slicer o software de corte para generar los llamados G-Codes. Después, se deberán insertar las varillas de vidrio en la máquina a través de un orificio que las conduce al elemento calefactor. Allí se funde hasta obtener el estado óptimo de fabricación, antes de pasar a la boquilla de la impresora. Hay que tener en cuenta que, aunque el proceso de deposición capa a capa sea muy similar al ya conocido FDM, al trabajar con vidrio se requieren temperaturas de fundición altísimas. Aunque dependerá del tipo de cristal, la temperatura debe situarse en torno a los 1300ºC para poder extruirse y aplicarse sobre la bandeja de fabricación.
Durante la fabricación, la pieza ubicada dentro de cámara cerrada se mantiene a unos 400ºC hasta que finalice el proceso. Es entonces cuando comenzará el lento enfriamiento del modelo a temperatura ambiente. Una vez frías, las piezas pueden llegar a requerir ciertos pasos de postratamiento, aunque, por lo general, suelen estar casi listas para su uso. La impresión 3D de vidrio está aún en sus primeras etapas, y continúa creciendo poco a poco. Es por ello que la configuración específica de las impresoras y las recomendaciones pueden variar a medida que se vaya expandiendo.
Ventajas y aplicaciones
Una de las ventajas más evidentes de la fabricación aditiva de vidrio es su relación con el reciclaje. El cristal es un material que puede reciclarse una y otra vez sin que esto afecte a sus propiedades. En términos de diseño, el vidrio fabricado aditivamente permite crear líneas precisas, curvaturas únicas y geometrías internas. Además, el paso de la luz a través del cristal impreso en 3D crea un efecto de aurora, dispersando y reflejando la luz a través de las líneas y las capas superficiales.
La impresión 3D de vidrio requiere altas temperaturas de fabricación.
En términos de aplicaciones, el vidrio impreso en 3D se usa principalmente para la creación de objetos puramente estéticos. Al ser un material frágil, no se suele utilizar en industrias donde se requieran altas propiedades mecánicas, como resistencia o durabilidad. Los sectores que más pueden aprovechar los beneficios de la impresión 3D de vidrio incluyen el arte, la arquitectura, la óptica y la joyería. La investigación científica también es otra aplicación donde la fabricación aditiva de vidrio juega un papel importante. Se trata de un activo experimental insustituible en varios campos STEM debido a sus propiedades intrínsecas y la necesidad de personalización que ofrece la impresión 3D.
Principales fabricantes del mercado
Una de las empresas conocidas por su solución de impresión 3D de vidrio es Maple Glass Printing, con su solución Maple 3. Con un volumen máximo de fabricación de 170 x 200 x 300 mm, esta máquina es capaz de crear piezas de cristal a alta velocidad. Además, la compañía ha desarrollado un dispositivo llamado Vitri-Glass que transforma residuos de vidrio reciclado y triturado en varillas de entre 3,5 y 6 mm de diámetro para ser utilizadas con su impresora 3D.
Otro de los nombres a tener en cuenta en este mercado es el de Nobula3D. La empresa sueca trabaja con esta tecnología está a la espera de formalizar una patente que le permitirá lanzar al mercado su impresora 3D escritorio para vidrio. Por último, el grupo de investigación de Neri Oxman, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), fue uno de los primeros en el estudio de este método de fabricación. A día de hoy vende las piezas decorativas impresas en 3D en su estudio Evenline. Aunque no hayan llegado a comercializar su solución, por lo menos ponen sus obras 3D a disposición del público. Y aunque actualmente no haya muchos más actores que desarrollen este proceso, se espera que el impulso masivo de la investigación permita sacar más tecnología de este tipo al mercado.
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*Créditos foto de portada: MIT
