Historia de las impresoras 3D y cómo funcionan

Ahora, la palabra familiar "impresora" se traduce del inglés como un dispositivo de impresión. Ahora bien, es raro encontrar una persona que nunca haya visto una impresora normal con la que pueda obtener cualquier documento de texto o gráfico en papel.

La historia de la aparición de la impresora en el sentido actual comenzó en el siglo pasado: la primera impresora en blanco y negro apareció en 1953 y en 1976 apareció la primera impresora de inyección de tinta en color de IBM. Hoy en día, se puede encontrar una variedad de impresoras no solo en oficinas y organizaciones, sino también en escuelas y en casi todos los hogares. Después de todo, el proceso moderno de trabajo y aprendizaje se ha vuelto impensable sin este dispositivo.

Sin embargo, en los últimos años ha aparecido un dispositivo completamente nuevo que no solo puede imprimir cualquier imagen en una hoja de papel. Hablamos de la invención de una impresora 3d, con la que ya se pueden crear piezas, productos o modelos tridimensionales.

Historia de la impresora 3D

La historia de las impresoras 3D, sorprendentemente, es bastante larga, y científicos de muchos países del mundo trabajaron en la creación de este dispositivo, contribuyendo gradualmente al desarrollo de tecnologías tridimensionales.

• En 1986, el estadounidense Chuck Hull inventó el principio de la impresión tridimensional, que se utilizó en una configuración de estereolitografía.
• En 1988, otro estadounidense, Scott Crump, encontró un enfoque completamente diferente para la implementación de la impresión tridimensional: moldeado a través de la descomposición de un material fusible (FDM). Hoy en día, todas las impresoras tridimensionales que pueden fabricar productos a escala limitada funcionan según este principio.
• Aunque el trabajo sobre la creación de impresoras tridimensionales comenzó en los años ochenta del siglo pasado, el término "impresión tridimensional" en sí apareció solo en 1995 en las profundidades del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Y al año siguiente, 3D Systems llamó a su primer modelo Actua 2100 una impresora 3D. Una impresora 3D tiene tal historia de creación, en resumen.

Los primeros modelos de impresión tridimensional eran muy lentos y el intento de aumentar la velocidad de su trabajo invariablemente conducía a errores en los productos. Las impresoras tridimensionales con una calidad de productos suficientemente alta aparecieron solo en 2005. En 2008 apareció el modelo Reprap, capaz de recrearse a medias, ya que podía fabricar la mitad de sus piezas.

tecnologías de impresión 3d

La impresión tridimensional puede utilizar diferentes tecnologías y consumibles, pero en cualquier caso funciona mediante la construcción secuencial de capas de un objeto tridimensional. Se pueden utilizar varias tecnologías para crear capas.

Estereolitografía láser, en la que un láser ultravioleta ilumina punto por punto la superficie de un fotopolímero líquido. En otra variante, la iluminación se realiza con una lámpara ultravioleta a través de una fotomáscara que cambia con una nueva capa. Luego, el polímero líquido se endurece y se convierte en un plástico bastante duradero.

• La fusión por láser se utiliza para capas de polvos de plástico o metal.
• Laminación: aquí también se realiza la estratificación del material, todas las capas se pegan entre sí y las secciones se cortan con un láser en cada capa, formando una sección del objeto futuro.
• La tecnología de chorro proporciona la solidificación del material refrigerante: la boquilla dispensadora arroja gotas calentadas de termoplástico sobre la plataforma base enfriada. Allí se solidifican instantáneamente, se unen con los vecinos y forman una capa de la pieza que se está fabricando.

• Unir un material en polvo es algo similar a sinterizar un polvo con un rayo láser, pero el polvo aquí puede ser celulosa molida, que no se derrite, por lo que se usa un adhesivo líquido o solvente para pegarlo, que se alimenta desde una boquilla en miniatura. Con este método, puede darle a la pieza el color deseado si usa tintes multicolores. Incluso hay modelos de impresoras tridimensionales que utilizan cabezales de impresoras de inyección de tinta convencionales.
• Las mezclas cerámicas espesas también se pueden utilizar como materiales de autopolimerización. Estos materiales tienen demanda para la impresión 3D de grandes modelos arquitectónicos.
• El último logro son las bioimpresoras. Hasta el momento, estas son solo instalaciones experimentales que forman la estructura tridimensional de un órgano para trasplante. Utilizan soluciones que contienen células vivas. Luego, las células crecen, se dividen y se especializan para formar la forma final del órgano.

Materias primas para impresoras 3D

Todas las impresoras volumétricas hasta 2008 podían usar solo un tipo de plástico: ABC, que era el mejor "consumible" para la impresión tridimensional. Object Geometries Ltd lanzó el primer modelo "Connex500", que podía usar varios tipos de materiales al mismo tiempo. Ahora la lista de tales materiales ha superado los cien. Entre ellos se encuentran los siguientes:

• celulosa;
• hidrogel;
• concreto;
• acrílico;
• agua;
• yeso;
• nylon;
• polvo metálico;
• polilactida;
• policaprolactona;
• polietileno de baja presión;
• polipropileno;
• chocolate.

La peculiaridad del trabajo de las impresoras tridimensionales es que todos los objetos resultantes solo pueden ser de estado sólido, ya que se aplican capa por capa. En una impresora convencional solo se puede hacer un documento en papel, y en una impresora tridimensional se puede “imprimir" un juguete infantil, tela apta para coser, utensilios de plástico, incluso implantes con fines médicos o un coche. Las impresoras volumétricas de la nueva generación tienen grandes oportunidades.

Vídeo sobre la historia de las impresoras 3d

Las increíbles posibilidades de las impresoras 3D

Las impresoras tridimensionales se están convirtiendo poco a poco en dispositivos útiles y necesarios en nuestras vidas, y sus áreas de aplicación se amplían cada vez más. Por lo tanto, las pequeñas impresoras tridimensionales son capaces de fabricar artículos para el hogar, como platos, juguetes, joyas e incluso muebles.

• En 2010, el canadiense Jim Kor hizo una demostración de un automóvil de pasajeros cuya carrocería se hizo completamente en una impresora tridimensional, lo que requirió 2500 horas de trabajo. Los creadores del auto único incluso se unieron para llegar de Nueva York a San Francisco en un par de días, usando solo 38 litros de biocombustible.
• En 2010, Organovo Inc. anunció que había creado una tecnología tridimensional para la fabricación de vasos sanguíneos artificiales. Anteriormente, el uso de esta tecnología con fines médicos estaba fuera de discusión. En la actualidad ya se han realizado muchas cirugías protésicas en el mundo, donde se han implantado en pacientes implantes elaborados con esta tecnología – huesos del cráneo y nariz, dentales, huesos de la mano, etc.
• Mucho más modesta es la demostración en 2011 por parte de los británicos de una impresora que podía hacer cualquier figura con chocolate. Dado que el chocolate puede endurecerse con bastante rapidez cuando se enfría, la impresora imprime en dichas materias primas con bastante rapidez. Estas impresoras son un verdadero hallazgo para restaurantes y pastelerías.

En el mismo año, los ingenieros británicos de la Universidad de Southampton fabricaron el primer avión en una impresora tridimensional. Admitieron que las mayores dificultades no estaban en el proceso de impresión, sino en el diseño. El modelo fabricado pudo volar a una velocidad decente.

Científicos de Oxford han propuesto una impresora que puede reproducir material que tiene parcialmente las propiedades del tejido vivo. El roboticista italiano Enrico Dini enseñó a una impresora 3D a hacer modelos de edificios de dos pisos que tienen habitaciones con tabiques, tuberías y escaleras. Todo esto se hace a partir de un compuesto inorgánico y arena. El material resultante tiene una resistencia cercana a la del hormigón armado.

El pensamiento de la ingeniería no se quedó ahí, ya que se hizo una propuesta para utilizar esta tecnología en la construcción de bases de investigación lunar. Se decidió entregar una impresora tridimensional a la ISS, donde los astronautas pueden producir rápidamente las piezas que necesitan, sin esperar a que se entreguen desde la Tierra.

Ahora, las impresoras 3D, que comenzaron siendo voluminosas y muy caras, son cada vez más pequeñas y baratas. En 2011, los austriacos demostraron la impresora volumétrica más liviana, pequeña y económica de operar. Aquí se utilizó la tecnología de fotopolimerización aditiva, trabajando con una resina fotosensible.

Vídeo sobre las posibilidades de una impresora 3d

Solía ​​pensarse que los monitores 3D eran un lujo inalcanzable para un simple laico, pero hoy en día incluso los ciudadanos pobres pueden comprarlos. Es lo mismo con las impresoras 3D: ya han dejado de ser máquinas de libros de ciencia ficción, pero están entrando cada vez con más confianza en la realidad, brindando cada vez más beneficios. Sus perspectivas son muy buenas.