¿Qué es una impresora 3D? ¿Cómo funciona y para qué sirve?

Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador. Surgen con la idea de convertir archivos CAD en prototipos reales. A día de hoy son muy adecuadas para la matricería, o la prefabricación de piezas o componentes, por lo que resultan muy útiles en sectores como la arquitectura, el diseño industrial.

El sector en el que este tipo de herramientas resulta más común es el de las prótesis médicas, donde resultan ideales dada la facilidad para adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente. En un futuro, se persigue que la tecnología avance lo suficiente como para estar en condiciones de ser utilizada también en procesos de producción industrial.

El proceso de impresión consiste fundamentalmente en ir creando el prototipo capa a capa, de abajo a arriba. Se deposita una capa de plástico y se compacta la zona deseada, repitiéndose el proceso, colocando capas una encima de otra, hasta completar la pieza.
 
Según el método empleado para la compactación del polvo se pueden clasificar en:

•  Impresoras 3D de tinta: Utilizan una tinta aglomerante para compactar el polvo. El uso de una tinta permite la impresión en diferentes colores.
•  Impresoras 3D láser: Un láser transfiere energía al polvo haciendo que se polimerice. Después se sumerge en un líquido que hace que las zonas polimerizadas se solidifiquen.

Una vez impresas todas las capas sólo hay que sacar la pieza. Con ayuda de un aspirador se retira el polvo sobrante que se reutilizará en futuras impresiones.
 
Impresoras 3D de tinta
 
En el caso de las impresoras de tinta, el polvo composite utilizado puede ser a base de escayola o celulosa (el más común es el de escayola). El resultado es bastante frágil, por lo que conviene someter la pieza a una infiltración a base de cianocrilato o epoxis para darle la dureza necesaria. Las piezas hechas con polvo de celulosa pueden infiltrarse con un elastómero para conseguir piezas flexibles.
 La ventaja es que es un método más rápido y económico, aunque las piezas son más frágiles.
 
Impresoras 3D de láser
 
En el caso de las impresoras de láser, al acabar el proceso de impresión, debe esperarse un tiempo para que el material acabe de polimerizar. Después ya se puede manipular la pieza.

La ventaja es que las piezas son más resistentes, aunque el proceso es más lento y más costoso.
 
Impresoras que inyectan polímeros
 
Otra tecnología de impresión 3D funciona inyectando resinas en estado líquido y curándolas con luz ultravioleta. Se trata de fotopolímeros de base acrílica con diferentes propiedades físico-mecánicas: variedad de flexibilidades, elongación a rotura, resistencia, colores, etc. Se caracteriza por su precisión y acabado de superficie, lo que hace que su aplicación en matricería resulte muy adecuada.

Las piezas están totalmente curadas al terminar la impresión y no hay tiempo de espera, aunque hay que retirar soportes de impresión con un chorro de agua a presión. Esta tecnología ha sido la primera en lograr inyectar dos materiales diferentes en una misma impresión, permitiendo la creación de materiales digitales con propiedades "a la carta".
 La ventaja de esta tecnología son piezas de gran calidad, aunque resulta algo más costosa.
 
Impresoras que imprimen incluso en color
 
Se trata de máquinas más evolucionadas en las que las capas se aglutinan con un líquido mezclado con tinta de manera que las piezas se obtienen incluso en color, con una capacidad de 2^24 colores diferentes.

Los ficheros que contienen los datos de estas piezas son como los stl, triángulos, que además incorporan la característica del color en cada triángulo, de manera que la impresión de texturas es también totalmente factible siempre que el triangulado del fichero stl sea lo suficientemente pequeño.

Vea el siguiente vídeo de una impresión rápida y acelerada de un objeto.