La impresión 3D, también conocida como manufactura aditiva debido a su proceso de añadir capa por capa de material, se vale de varias tecnologías de fabricación, ocho en total. Entre las más populares y de fácil acceso para los usuarios domésticos se encuentran la deposición de material fundido (Fused Deposition Modeling, FDM) y la estereolitografía (Stereolithography, SLA) (Dimitrov et al., 2006).

     Podemos pensar en la tecnología FDM como una especie de sofisticada “pistola de pegamento” en la que, a través de una boquilla, se derrite un filamento termoplástico. Este material fundido se coloca capa por capa sobre una cama o base, creando así el objeto deseado.

     Por otro lado, la estereolitografía sigue el mismo principio de añadir capa por capa, pero utiliza una resina líquida que se solidifica, o “cura”, mediante un haz láser. Aquí, podemos identificar al menos dos diferencias fundamentales: el material utilizado (filamento termoplástico o resina) y el proceso de transformación (fundir o curar).

     Estas tecnologías de impresión 3D ofrecen una variedad de opciones para crear objetos tridimensionales de manera precisa y personalizada.

     La elección entre ellas depende de las necesidades y preferencias individuales, lo que hace que la impresión 3D sea una herramienta emocionante y accesible para una amplia gama de aplicaciones.

 

GUÍA DE IMPRESIÓN 3D PARA PRINCIPIANTES

 

Comencemos por comprender de manera sencilla cómo se fabrican piezas utilizando la impresión 3D. El primer paso consiste en decidir qué objeto deseas crear, ya que se pueden fabricar desde juguetes personalizados hasta prótesis médicas (Figura 1).

     Una vez que hemos decidido qué objeto queremos fabricar, es esencial contar con un diseño tridimensional del mismo. La creación de un diseño requiere conocimientos técnicos en programas de dibujo asistido por computadora (CAD). Sin embargo, hoy en día podemos omitir este requisito gracias a numerosos repositorios en línea donde los diseñadores comparten sus creaciones, disponibles tanto de manera gratuita como para su compra.

     Al contar con un diseño tridimensional del objeto, es necesario convertirlo a un formato de programación que la impresora 3D pueda entender y ejecutar (Figura 2). Aunque este proceso puede sonar complejo, en realidad es bastante sencillo gracias al software proporcionado por el fabricante de la impresora 3D. Utilizar este software es tan intuitivo como imprimir un documento en una impresora de tinta. En el software, al utilizar la vista para principiantes, simplemente seleccionamos el tipo de material de impresión y la calidad de impresión (que determina la altura de las capas) antes de hacer clic en “imprimir”.

 

SUSTENTABILIDAD Y CREATIVIDAD

 

La impresión 3D es una tecnología fascinante que ha revolucionado la forma en que fabricamos objetos tridimensionales. Sin embargo, su impacto va mucho más allá de la mera innovación tecnológica. Esta tecnología no solo permite la creación de objetos de manera eficiente y precisa, sino que también aporta significativamente a la sustentabilidad.

     Antes de profundizar en cómo la impresión 3D influye en la sustentabilidad, es esencial comprender su significado. La sustentabilidad implica satisfacer las necesidades actuales sin perjudicar a las futuras generaciones, promoviendo prácticas responsables en el uso de recursos naturales. En cuanto a la manufactura sustentable, se centra en la integración de factores sociales, ambientales y económicos en la producción responsable (Qureshi et al., 2015). La impresión 3D, como tecnología innovadora, desempeña un papel clave en la promoción de la sustentabilidad en la manufactura. A continuación, exploraremos su impacto en la economía, el medio ambiente y la sociedad.

     Al compararla con los procesos de fabricación tradicionales, como la manufactura sustractiva, nos encontramos con un desafío importante: la generación de residuos. En la manufactura sustractiva se elimina material para dar forma a un producto, como en el maquinado, lo que genera desechos que impactan negativamente en el medio ambiente y los recursos naturales (Fico et al., 2022).

     Por otro lado, la impresión 3D utiliza solo la cantidad necesaria de material para crear el producto deseado. Esta diferencia en enfoque y técnica ayuda a reducir los residuos y fomenta prácticas más amigables con el entorno, convirtiendo a la impresión 3D en una opción más sustentable (Ruiz et al., 2022).

     Imagina un mundo donde los productos no se fabrican en grandes cantidades ni se almacenan en exceso, sino que se crean de manera personalizada y precisa mediante la impresión 3D, justo cuando se necesitan. Esto no solo reduciría significativamente la cantidad de productos no utilizados y, por lo tanto, la generación de residuos, sino que también tendría un impacto positivo en la economía, ya que los datos muestran que el enfoque de la impresión 3D en la cadena de suministro podría ser hasta un 61 % más económico en comparación con el modelo tradicional.

     Desde una perspectiva medioambiental, la tecnología de impresión 3D tiene el potencial de reducir significativamente las emisiones de carbono y el uso de energía en la fabricación industrial. Según un estudio reciente (Shahpasand et al., 2023), se estima que la impresión 3D podría disminuir las emisiones de carbono en un 9 % a 10 %. Además, se ha sugerido que para el año 2025 la impresión 3D podría contribuir a una reducción del 5 % en el consumo de energía y emisiones de CO₂ (Gebler et al., 2014). El impacto real de esta tecnología en la reducción de emisiones dependerá de cuánto se use en la producción de bienes de consumo. Aunque su eficiencia y potencial sugieren un futuro de producción más limpia y sustentable.

     Además, la impresión 3D impulsa la tendencia hacia la producción local y personalizada, fomentando la cultura del “hágalo usted mismo”. Los consumidores pueden participar activamente en el proceso de fabricación, y esto ha llevado a la formación de emprendimientos locales, lo que a su vez reduce los tiempos de espera para productos personalizados (Rayna y Striukova, 2020). Esta tendencia no solo beneficia la economía local, sino que también fortalece la conexión entre los creadores y los consumidores, promoviendo un sentido de comunidad y colaboración.

 

ELEGIR LA IMPRESORA 3D CORRECTA: CRITERIOS SUSTENTABLES

 

Si eres una persona creativa o simplemente te encanta la idea de tener objetos únicos, la impresión 3D es una tecnología atractiva y accesible que te está esperando.

     Imagina la posibilidad de dar vida a tus propios diseños y crear objetos personalizados que reflejen tu estilo y necesidades.

     La impresión 3D te brinda la libertad de convertir tus ideas en realidad. Y cuando decidas adquirir una impresora 3D, es importante tener en cuenta criterios sustentables que te ayudarán a tomar una decisión informada. Veamos cómo estos criterios se aplican a las dos tecnologías de impresión 3D ya mencionadas.

     Costo. Las impresoras FDM son más asequibles tanto en costo de equipo como en material, mientras que las impresoras SLA tienden a ser más caras.

     Tiempo. La fabricación de piezas con tecnología FDM puede ser más lenta, especialmente en proyectos grandes, mientras que la SLA es más rápida.

     Calidad. La calidad de impresión en FDM puede ser excelente, pero pueden aparecer líneas de capas visibles, mientras que la SLA se destaca por producir objetos sin la aparición de dichas líneas (Wu y Chen, 2018).

     Energía. Ambas tecnologías pueden estar a la par, lo que las hace relativamente eficientes desde un punto de vista energético.

     Residuos. Algunas piezas fabricadas con impresora FDM a veces requieren soportes que generan residuos, mientras que con SLA se producen menos residuos y se necesita menor posprocesamiento.

     Flexibilidad. En comparación con la tecnología SLA, la FDM tiene limitaciones en la flexibilidad de diseño. SLA permite la creación de piezas con formas extremadamente complejas.

     Ruido. La impresora FDM tiende a ser más ruidosa, en comparación con la SLA, debido al uso de motores de paso.

 

CONCLUSIONES

 

La impresión 3D está transformando de raíz la manera en que creamos y consumimos productos, al mismo tiempo que impulsa la sustentabilidad. Esta tecnología nos brinda la libertad de fabricar objetos personalizados y únicos, reduciendo drásticamente la producción de residuos innecesarios, propiciando un mundo más responsable con el medio ambiente.

 

REFERENCIAS

 

Dimitrov D, Schreve K and Beer N. (2006). Advances in three dimensional printing –state of the art and future perspectives. Rapid Prototyping Journal 12:136-147. https://doi.org/10.1108/13552540610670717.

Fico D, Rizzo D, Carolis V, Montagna F and Corcione C (2022). Sustainable Polymer Composites Manufacturing through 3D Printing Technologies by Using Recycled Polymer and Filler. Polymers 14. https://doi.org/10.3390/polym14183756.

Gebler M, Schoot Uiterkamp AJM and Visser C. (2014). A global sustainability perspective on 3D printing technologies. Energy Policy 74:158–167. https://doi.org/10.1016/j.enpol.2014.08.033.

Rayna T and Striukova L (2020). Assessing the effect of 3D printing technologies on entrepreneurship: An exploratory study. Technological Forecasting and Social Change 120483. https://doi.org/10.1016/j.techfore.2020.120483.

Ruiz L, Pinho A and Resende D (2022). 3D Printing as a Disruptive Technology for the Circular Economy of Plastic Components of End-of-Life Vehicles: A Systematic Review. Sustainability. https://doi.org/10.3390/su142013256.

Qureshi M, Rasli A, Jusoh A and Kowang T. (2015). Sustainability: a new manufacturing paradigm. Jurnal Teknologi Sciences and Engineering 77(22):47-53. https://doi.org/10.11113/JT.V77.6661.

Shahpasand R, Talebian A and Mishra S (2023). Investigating environmental and economic impacts of the 3D printing technology on supply chains: The case of tire production. Journal of Cleaner Production 390:135917. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.135917.

Wu H and Chen T (2018). Quality control issues in 3D-printing manufacturing: a review. Rapid Prototyping Journal 24:607-614. https://doi.org/10.1108/RPJ-02-2017-0031.