¿Qué es la impresión 3D?

La impresión 3D es un proceso de fabricación aditivo basado en la simple idea de convertir un modelo digital en un objeto tridimensional sólido. Con los años, varias tecnologías de impresión 3D se han desarrollado en la industria con la característica común de crear un modelo físico capa por capa.

El origen del concepto se remonta a la década de los 80 cuando el Dr. Kodama del Instituto Municipal de Investigación Industrial de Nagoya ideó una técnica de prototipado rápido utilizando la fabricación de un objeto capa a capa. En 1984, un equipo de investigadores franceses presentó la primera patente antes de ser finalmente abandonada unos años más tarde. Finalmente fue Chuck Hull, futuro fundador del gigante 3D Systems, al que se debe la primera patente comercial en 1986 por una técnica llamada “Estereolitografía”.

Este primer desarrollo marca el comienzo de lo que ahora se considera la Cuarta Revolución Industrial, ofreciendo aplicaciones en sectores tan variados como la medicina, la aeronáutica o la joyería.

Chuck Hull presentó la primera patente de impresión 3D
Tecnología de deposición fundida, la más popular de la impresión 3D
Carbon 3D la tecnología de impresión más veloz del mercado

Desarrollo de las tecnologías 3D

El proceso de estereolitografía (SLA) utiliza como material de impresión una resina líquida solidificada bajo el efecto de la luz UV. Desde este primer avance, nuevas técnicas de fabricación aditiva han surgido a lo largo de los años. En 1988, el profesor Carl Deckard de la Universidad de Texas presentó una patente de Sinterización Selectiva por Láser (SLS), que se basa en la fusión de un polvo de plástico con un láser. Al mismo tiempo, Scott Crump, fundador del grupo Stratasys, desarrolló las primeras impresoras 3D mediante extrusión de un filamento de plástico. Esta técnica, patentada como FDD (Fused Deposition Modeling), es ahora una de las tecnologías de impresión más populares debido a su fácil manejo y a un coste de adquisición relativamente bajo.

Desde los años 90, la fabricación aditiva ha seguido tomando vuelo con la llegada de las tecnologías innovadoras, como la Inyección aglutinantes (Binder Jetting inglés) inventadas por ZCorp, utilizando tintas de un polvo mineral, la capa intermedia y de color, o las PolyJet o Material Jetting creada por la empresa israelí Object, que proyecta miles de finas gotitas de polímero solidificadas bajo el efecto de un destello de luz. La tecnología SLS ha dado su ascenso al lado de fabricación aditiva de metal con el advenimiento de las tecnologías tales como la sinterización de metal por láser directo (comercializado por actores como Phoenix Systems, SLM Solutions y Concept Laser) o como fusión por haz de electrones (E-BEAM) desarrollado por la empresa sueca Arcam en los años 2000.

A pesar de la alta competencia, muchos actores continúan entrando en el mercado, algunos mejorando procesos ya existentes y otros desarrollando procesos originales. El constructor de EnvisionTec con la impresión DLP (Digital Light Processing), la empresa francesa Prodways con MovingLight o Carbon3D con CLIP han desarrollado tecnologías derivadas de la estereolitografía. En el año 2016, el gigante HP anunció, para sorpresa general, su llegada al mercado 3D con una nueva técnica patentada llamada MultiJet Fusion combinando la unión entre el polvo y el material de chorro para la producción aditiva de piezas de plástico.

Hoy en día, sin embargo, es el metal el que aparece como un material con un gran futuro para los fabricantes de máquinas. Entre los recién llegados están BeAM Machines, XJet, Markforged, Fives AM, Desktop Metal o AdMetalFlex, cada uno de los cuales va desde su argumento: menores costos, tiempos de impresión reducidos, diversidad de metales compatibles … El mercado de la impresión en 3D, incluyendo la venta de maquinaria, materiales de impresión y servicios relacionados, se estima que para el 2020 tendrá un valor de $ 17 mil millones!

Desarrollo de los materiales 3D

El desarrollo de los materiales de impresión 3D ha variado a lo largo de los años adaptándose a la llegada de nuevas tecnologías. A partir de plásticos, pasando por metales hasta hoy que llegan materiales sorprendentes que pueden llegar a ser comestibles.

Cada uno de los materiales utilizados en las diferentes tecnologías se presenta en diferentes formatos, tales como resinas para tecnologías DLP y SLA, filamentos para tecnologías FDM o polvos metálicos para tecnologías DMLS. Se desarrollan nuevos formatos y materiales cada día para permitir el desarrollo de modelos más resistentes y con una mayor calidad de impresión.

Actualmente, el mercado de materiales de impresión 3D tiene un amplio alcance, y todavía está en pleno crecimiento. Muchos empresas están apostando por su desarrollo, se espera que para el año 2021 el mercado de materiales 3D llegue a $ 1.4 mil millones de dólares.