¿Qué es?
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 de 2D en prototipos reales
o 3D. Comúnmente se ha utilizado en la matricería o la prefabricación
de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y
el diseño industrial. En la actualidad se está extendiendo su uso en la
fabricación de prótesis médicas, ya que la impresión 3D permite
adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente.
Funcionamiento
El funcionamiento se basa en un inyector y cabezal que se mueve en
3 dimensiones XYZ, el software usa un modelo 3D seccionado en capas de hasta 0.1
mm de espesor, por lo que la impresión se realiza capa por capa, una vez que el
cabezal termina de inyectar el material para una capa, este se mueve en el eje
Z y pasa a una segunda para realizar el mismo proceso.
Software
Para poder realizar el diseño de piezas que se desee imprimir en
3D se requiere de algún software CAD (diseño asistido por computadora), de los
cuales podemos citar:
Catia
FreeCAD
OpenSCAD
SolidWorks
Tinkercad
Entre
otros.
Muchos de estos programas son muy
sencillos de utilizar, ya que las interfaces son muy agradables para el
usuario, además algunos de estos nos presentan herramientas especiales para
poder saber si nuestro diseño cumple con las características esperadas tanto en
forma como rendimiento.
Impresoras 3D de tinta
En el caso de las impresoras de tinta, el polvo compositivo
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 polimerizarse. 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".
Usos actuales
En medicina
El campo de
la medicina es uno de los más avanzados en cuanto al uso de las
impresoras 3D.
En
prótesis
Existen impresoras que son
capaces de crear guías quirúrgicas y modelos dentales. Las guías
quirúrgicas se usan para que el dentista sepa exactamente dónde debe colocar un
implante. Pero lo que es más sorprendente es que ya se han realizado implantes
de prótesis más allá de la odontología.
Es
el caso de un estudiante de secundaria de Colorado, que ha creado una prótesis robótica con una
impresión 3D.
Este brazo
robótico tiene un coste de 500 dólares, unas 160 veces inferior a los que
se construyen por los métodos tradicionales, por lo que podría llegar a la
mayoría de los hogares, independientemente de su poder de adquisición. El brazo
es controlado por ondas cerebrales y tiene un diseño robusto y
avanzado. En agosto del 2013, este estudiante estaba ya trabajando en la
tercera generación de esta creación.
Trasplantes
Mucha gente sufre
accidentes que le provocan heridas tan graves que necesitan una reconstrucción
de algunas partes del cuerpo. Existen dos casos: que necesiten coger piel de
una parte del cuerpo y colocarla en la lesión, cosa muy dolorosa, o que
necesiten reconstruir algún hueso. En ambos casos las impresoras en tres
dimensiones pueden ayudarnos.
En
órganos
Es uno de los objetivos más
esperados, ya que hay enormes colas de espera para que las personas que
necesitan un órgano lo reciban, y a diario mueren varias de ellas debido a la
espera demasiado larga. Existen varios grupos estudiando la creación de
distintos órganos, siendo el corazón el gran objetivo.
Otros
Recientemente
Recientemente un grupo de
Boston desarrolló un protocolo para imprimir la orejuela izquierda a partir de
las imágenes en 3D de un angioTAC con el propósito de medir con exactitud el
tamaño del dispositivo para cierre de la orejuela (Watchman) en pacientes con
fibrilación auricular para la prevención de émbolos que se aniden en la
orejuela y posteriormente viajen a cualquier lugar del cuerpo (cerebro o una
extremidad).
Otton
JM, Spina R, Sulas R, et al. Left atrial appendage closure guided by
personalized 3D-printed cardiac reconstruction. JACC Cardiovasc Interv 2015;
8:1004-1006
Para finalizar
La impresoras 3D, tienen un
muy buen uso en el área médica pues son de gran ayuda en este campo y a futuro
tendrían mucho éxito, pues se podría dar mejor vida a los pacientes, ya que
éstas máquinas hacen exactamente los diseños, hay mucho por hacer, pero ya han
sido un muy buen comienzo en este campo, y podemos seguir sacando más.
