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\nLos diferentes tipos de cer\u00e1mica<\/h3>\n
El origen de la utilizaci\u00f3n de la cer\u00e1mica se remonta a la antigua Grecia, inicialmente creada para el desarrollo de vasijas o platos para usos alimentarios a base de arcilla cocida a temperaturas de hasta 500\u00ba. M\u00e1s adelante alrededor del S. XIX se descubrieron los atributos de estos materiales en la industria, principalmente como aislante t\u00e9rmico y el\u00e9ctrico en motores. Debido a su larga trayectoria, la llegada de la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica era de esperarse, ya que los materiales cer\u00e1micos tienen propiedades mec\u00e1nicas y geometr\u00edas de alta resoluci\u00f3n que no habr\u00edan sido posibles de aprovechar con t\u00e9cnicas tradicionales.<\/p>\n
Seg\u00fan un estudio del mercado publicado por MarketDigits en abril de 2024, el mercado de la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica ha sido evaluada en 270 millones de d\u00f3lares en 2023 y se espera que alcance los 2,600 millones de d\u00f3lares en 2032, con un crecimiento del 28,6% durante el periodo analizado. Se trata de una tecnolog\u00eda de fabricaci\u00f3n en crecimiento que sigue siendo un nicho de mercado en comparaci\u00f3n con los procesos de pol\u00edmeros o metales. Pero la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica puede producir piezas precisas, resistentes y t\u00e9cnicas, dependiendo del material elegido. Echamos un vistazo a los fundamentos de la fabricaci\u00f3n aditiva cer\u00e1mica y a su lugar en el sector.<\/p>\n
Hist\u00f3ricamente la arcilla ha sido el material m\u00e1s utilizado cuando hablamos de fabricaci\u00f3n con materiales cer\u00e1micos<\/a>. Es debido en gran medida al ser un material natural f\u00e1cil de encontrar en casi cualquier entorno. Conforme han ido evolucionando los materiales han llegado m\u00e1s posibilidades de fabricaci\u00f3n. Actualmente existen diferentes tipos de cer\u00e1micas: las m\u00e1s comunes son las que utilizamos en el entorno dom\u00e9stico: en vajillas, azulejos, etc. Por otro lado tenemos la cer\u00e1mica estructural<\/strong>, utilizada en la construcci\u00f3n como en tejas o ladrillos; la cer\u00e1mica refractaria<\/strong> utilizada en revestimientos; y la cer\u00e1mica t\u00e9cnica<\/strong>, materiales con una gran resistencia mec\u00e1nica, t\u00e9rmica, qu\u00edmica y el\u00e9ctrica.<\/p> Esta \u00faltima familia<\/a> es especialmente apreciada por el sector de la fabricaci\u00f3n aditiva porque presenta caracter\u00edsticas muy interesantes para las industrias que la utilizan. Hay dos categor\u00edas principales: \u00f3xidos y no \u00f3xidos, con propiedades diferentes por su composici\u00f3n qu\u00edmica. Estas cer\u00e1micas t\u00e9cnicas est\u00e1n disponibles en varias formas: filamento, polvo, resina, lo que influir\u00e1 en la elecci\u00f3n del proceso de impresi\u00f3n. Entre las m\u00e1s populares est\u00e1n la al\u00famina<\/strong>, apreciada por su dureza y resistencia a las altas temperaturas, y la zirconia<\/strong>, que tiene muy buenas propiedades mec\u00e1nicas.<\/p>\n La arcilla es muy utilizada en la impresi\u00f3n 3D (cr\u00e9ditos: Femke Rijerman)<\/p><\/div>\n Binder Jetting o inyecci\u00f3n de aglutinante<\/a> es una de las tecnolog\u00edas que comenzaron a fabricar con polvos cer\u00e1micos. Sus inicios se remontan a la d\u00e9cada de los 90 que empez\u00f3 como un proyecto del MIT, adquirido por Z Corporation, y tras unos a\u00f1os de desarrollo fue comprada por 3D Systems. La t\u00e9cnica consiste en la fabricaci\u00f3n a trav\u00e9s de polvos cer\u00e1micos gracias a un aglutinante que sobre un lecho de polvo se solidifica en secci\u00f3n transversal. Dando como resultado modelos a todo color, aunque no muy resistentes para algunos prop\u00f3sitos industriales.<\/p>\n Tecnalia Research & Innovation es usuario de las m\u00e1quinas Binder Jetting de Destkop Metal y produce piezas de carburo de silicio en particular. I\u00f1igo Agote, director del proyecto y jefe de grupo, comenta: \u00abTras la sinterizaci\u00f3n, obtuvimos piezas con una densidad comparable a la de las piezas comerciales fabricadas tradicionalmente. Adem\u00e1s, la dureza y la resistencia a la rotura del material tambi\u00e9n eran similares\u00bb<\/em>.<\/p>\n La estereolitograf\u00eda<\/a> es otra tecnolog\u00eda muy popular en el sector de la fabricaci\u00f3n aditiva; empez\u00f3 a utilizarse con cer\u00e1mica bastante tarde, pero su uso se ha generalizado y ofrece un alto nivel de precisi\u00f3n y detalle. Si vamos m\u00e1s all\u00e1, la tecnolog\u00eda DLP, que consiste en utilizar un proyector de v\u00eddeo en lugar de un l\u00e1ser como fuente de calor, tambi\u00e9n es compatible con la cer\u00e1mica.<\/p>\n En cuanto a fabricantes, podemos citar a la empresa francesa 3D Ceram<\/a>, por ejemplo, que es uno de los pioneros de la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica por fotopolimerizaci\u00f3n, y Prodways. En el campo de la maquinaria industrial, Lithoz, Admatec y 3D Systems ofrecen soluciones de impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica con resina. Por \u00faltimo, el campo de las impresoras 3D de escritorio ya est\u00e1 muy desarrollado, con fabricantes como Formlabs y Tethon 3D. El objetivo es facilitar y abaratar el dise\u00f1o de piezas cer\u00e1micas.<\/p>\n La placa de la m\u00e1quina C3600 ULTIMATE de 3D Ceram (cr\u00e9ditos: Dominique FONTENAT)<\/p><\/div>\n La extrusi\u00f3n de material es sin duda una de las tecnolog\u00edas de impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica m\u00e1s extendidas del mercado. Consiste en la deposici\u00f3n de capas de material cer\u00e1mico hasta conformar la pieza o modelo, siguiendo los mismos principios que la t\u00e9cnica FDM<\/a> pero utilizando extrusoras adaptadas al material. Generalmente se utilizan pol\u00edmeros o arcilla para alimentar la m\u00e1quina, lo que la convierte en una t\u00e9cnica m\u00e1s asequible que las mencionadas anteriormente.<\/p>\n Si observamos el uso de la arcilla, encontraremos una amplia gama de soluciones, desde m\u00e1quinas de sobremesa como las que ofrece 3D Potter hasta m\u00e1quinas m\u00e1s t\u00e9cnicas como las de Lynxter, o m\u00e1quinas de gran formato como las que ofrece WASP. La elecci\u00f3n depender\u00e1 de la aplicaci\u00f3n final, como suele ocurrir en la fabricaci\u00f3n aditiva.<\/p>\n Cuando se trata de pol\u00edmeros, se puede elegir entre soluciones que utilizan filamentos, como las que ofrece la empresa francesa Nanoe, o m\u00e1quinas compatibles con pellets<\/a>. En ambos casos, hay que tener en cuenta las etapas de postratamiento, como el desbobinado y la sinterizaci\u00f3n.<\/p>\n La tecnolog\u00eda desarrollada por WASP<\/p><\/div>\n La t\u00e9cnica fue desarrollada por la empresa israel\u00ed <\/span>XJet<\/span><\/a>, y consiste en depositar miles de gotitas que contienen nanopart\u00edculas cer\u00e1micas sobre la plancha de impresi\u00f3n.<\/span><\/span>\u00a0<\/span>\u201cLa clave de la NanoParticle Jetting \u2122 comienza con su metodolog\u00eda \u00fanica de dispersi\u00f3n de l\u00edquidos. Las suspensiones l\u00edquidas que contienen nanopart\u00edculas s\u00f3lidas de materiales de soporte y construcci\u00f3n seleccionados se inyectan en la bandeja de impresi\u00f3n para fabricar de forma aditiva piezas detalladas. Las suspensiones l\u00edquidas se entregan e instalan en cartuchos sellados sin problemas\u201d <\/em>nos detall\u00f3 Hanan Gothait. \u201cLa precisi\u00f3n de los cabezales de impresi\u00f3n de inyecci\u00f3n de tinta m\u00e1s el uso de capas ultrafinas, que crean una resoluci\u00f3n Z s\u00faper n\u00edtida, son importantes facilitadores de piezas de forma casi neta con los sistemas XJet. Esto es crucial para que la cer\u00e1mica impresa en 3D logre una excelente forma y tolerancia dimensional\u201d.<\/em><\/p>\n La impresi\u00f3n cer\u00e1mica en 3D se est\u00e1 abriendo camino en una amplia gama de industrias y ya ha demostrado su val\u00eda. Como ya hemos explicado, algunas cer\u00e1micas t\u00e9cnicas son especialmente interesantes por sus propiedades mec\u00e1nicas y su perfil t\u00e9rmico. En funci\u00f3n de la cer\u00e1mica elegida, se pueden obtener piezas m\u00e1s resistentes a las altas temperaturas que el metal, optimizando al mismo tiempo el peso. Se trata, por lo tanto, de una tecnolog\u00eda probada para el sector aeroespacial<\/strong>, sometido a fuertes restricciones en materia de temperaturas. Adem\u00e1s, algunas cer\u00e1micas son muy resistentes a la corrosi\u00f3n y tienen buenas propiedades de aislamiento el\u00e9ctrico. En t\u00e9rminos de aplicaciones, la impresi\u00f3n 3D con cer\u00e1micas puede utilizarse para dise\u00f1ar filtros de radiofrecuencia para sistemas de comunicaci\u00f3n como los sat\u00e9lites; moldes m\u00e1s resistentes para la fabricaci\u00f3n de turbinas; utillaje y piezas de sat\u00e9lites.<\/p>\n Cr\u00e9ditos de la foto: Lithoz<\/p><\/div>\n La impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica tambi\u00e9n est\u00e1 presente en el sector m\u00e9dico<\/strong>, donde ofrece la posibilidad de dise\u00f1ar implantes personalizados o instrumentos quir\u00fargicos precisos. Algunas cer\u00e1micas son biocompatibles y bio-reabsorbibles, lo que las hace ideales para el dise\u00f1o de implantes personalizados. Como ejemplo, 3DCeram explica: \u00abLa fabricaci\u00f3n aditiva permite controlar la ubicaci\u00f3n y la geometr\u00eda de los poros en los sustitutos cer\u00e1micos, a diferencia de los implantes, que se hacen porosos a\u00f1adiendo espuma org\u00e1nica o por\u00f3genos. La porosidad estructurada tridimensionalmente y el di\u00e1metro constante de los poros totalmente interconectados favorecen la osteointegraci\u00f3n y la resistencia mec\u00e1nica de los sustitutos. La resistencia mec\u00e1nica a la compresi\u00f3n es de tres a cinco veces superior a la de las estructuras porosas convencionales. Se reduce considerablemente el riesgo de inflamaci\u00f3n postoperatoria causada por el desprendimiento de micro desechos durante la manipulaci\u00f3n y colocaci\u00f3n del implante.\u00bb<\/em><\/p>\n La lista de aplicaciones de la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica no es exhaustiva: podemos mencionar su impacto en el arte y la escultura<\/strong> gracias a las m\u00e1quinas de extrusi\u00f3n que permiten depositar la arcilla de forma precisa y compleja. En investigaci\u00f3n y desarrollo<\/strong>, es una tecnolog\u00eda especialmente interesante. Muchos laboratorios y universidades han invertido en la fabricaci\u00f3n de prototipos de forma r\u00e1pida y barata. Los equipos realizan constantemente experimentos y pruebas, durante los cuales necesitan componentes desarrollados a medida. La impresi\u00f3n 3D con cer\u00e1micas ofrece una mayor flexibilidad y permite fabricar la pieza en cuesti\u00f3n con mayor eficacia. Por \u00faltimo, la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica se utiliza a menudo para dise\u00f1ar los n\u00facleos de los moldes de fundici\u00f3n<\/strong>.<\/p>\n \u201cSe espera que la tecnolog\u00eda obtenga una aceptaci\u00f3n total como un m\u00e9todo de fabricaci\u00f3n v\u00e1lido, necesario e incluso preferido\u201d<\/em>, a\u00f1ade Hanan Gothait. \u201cLa impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica todav\u00eda est\u00e1 en su infancia, pero est\u00e1 creciendo r\u00e1pidamente. La principal fuerza impulsora detr\u00e1s de esto es la creciente necesidad de una mayor resistencia a la temperatura, resistencia y tenacidad de las piezas y componentes, lo que lleva a los metales al l\u00edmite de sus capacidades, donde la cer\u00e1mica t\u00e9cnica funciona extremadamente bien\u201d.<\/em><\/p>\n Implante impreso en 3D (cr\u00e9ditos: Lithoz)<\/p><\/div>\n <\/p>\n No cabe duda que la evoluci\u00f3n de las t\u00e9cnicas de fabricaci\u00f3n aditiva con materiales cer\u00e1micos es un hecho. Pero al igual que el resto de las t\u00e9cnicas de impresi\u00f3n 3D se adopta de diferentes maneras en cada industria. As\u00ed como la impresi\u00f3n 3D de metales ha encontrado especial aceptaci\u00f3n en la industria aeroespacial o de la automoci\u00f3n. La impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica tiene que encontrar su lugar, y no espera ser en mucho tiempo ya que fabricantes como 3DCeram saben que en 10 a\u00f1os llegar\u00e1 la maduraci\u00f3n de esta industria. En este apartado los materiales juegan un papel clave, aunque los materiales t\u00e9cnicos sean muy atractivos para ciertas industrias, la cer\u00e1micas m\u00e1s tradicionales tambi\u00e9n tienen beneficios para entornos m\u00e1s art\u00edsticos. <\/span><\/p>\n La propagaci\u00f3n de las tecnolog\u00edas de impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica ya est\u00e1 ocurriendo, pero a\u00fan hay detalles que fabricantes, servicios y usuarios deben tener en cuenta antes de adentrarse a est\u00e1s t\u00e9cnica. De acuerdo con el CEO de XJet : \u201cExisten algunos desaf\u00edos importantes que deben cumplirse para lograr este crecimiento, por ejemplo, programas de educaci\u00f3n para ingenieros en cer\u00e1mica. As\u00ed como profesionales de la cer\u00e1mica impresa en 3D, y m\u00e1s. Un paso esencial en este progreso es la adopci\u00f3n de esta tecnolog\u00eda por parte de los principales actores en el mercado de la cer\u00e1mica, incluidos fabricantes, proveedores de servicios y usuarios finales. Una vez que este proceso comience, crecer\u00e1 como una bola de nieve y la convertir\u00e1 en una tecnolog\u00eda leg\u00edtima y popular\u201d.<\/em><\/p>\n \u00bfQu\u00e9 piensas de la evoluci\u00f3n de la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook<\/a>, Twitter <\/a>y Youtube<\/a>. Sigue toda la informaci\u00f3n sobre impresi\u00f3n 3D en nuestra Newsletter semanal<\/a>.<\/p>\n *Cr\u00e9ditos de la foto de portada: Nervous Systems\/Formlabs<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" El origen de la utilizaci\u00f3n de la cer\u00e1mica se remonta a la antigua Grecia, inicialmente creada para el desarrollo de vasijas o platos para usos alimentarios a base de arcilla cocida a temperaturas de hasta 500\u00ba. 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Binder <\/span>Jetting<\/span> especializada en materiales cer\u00e1micos <\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/h4>\n
Estereolitograf\u00eda y fotopolimerizaci\u00f3n de materiales cer\u00e1micos<\/h4>\n
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Extrusi\u00f3n de material<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/h4>\n
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NanoParticle<\/span> Jetting<\/span> \u2122, la impresi\u00f3n 3D l\u00edquida<\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/h4>\n
Las aplicaciones de la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica <\/span><\/span>\u00a0<\/span><\/h3>\n
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\u00bfCu\u00e1l es el futuro de la impresi\u00f3n 3D de cer\u00e1mica?<\/h3>\n