La impresión 3d es una innovación tecnológica que ha tenido un gran auge en los últimos años, haciendo posible materializar objetos tridimensionales a partir de diseños programados por computadora. Se tienen una gran variedad de opciones de impresión 3d y materiales con los cuales se pueden producir piezas con diferentes propiedades, por esto se deben de considerar alternativas para la fabricación de piezas, haciéndolo más accesible para el público en general. 

¿Qué es la impresión 3D?

La impresión 3D es un proceso de materialización de objetos sólidos, que en los últimos años ha logrado llamar la atención de fanáticos de la tecnología, ramos industriales, farmacéutica y el público en general.

Su funcionamiento parte de una figura tridimensional diseñada por programas computacionales (CAD). La impresora 3D es alimentada por filamentos de plástico en su mayoría, aunque algunos modelos pueden trabajar con una gran variedad de materiales, el material es calentado para que pueda ser colocado en la base de la impresora y así realizar los movimientos programados en la computadora depositando el material en las partes sólidas de la pieza y creando volumen a la pieza en forma de capas. 

Impresión con hilo fundido

Uno de los métodos de impresión 3D es la Deposición de hilo fundido (FDM) que consiste en formar la pieza por capas, mediante la extrusión de un filamento de polímero termoplástico y siguiendo la forma de las diferentes secciones. Esto se realiza con el material a 1ºC por debajo de su punto de fusión, de forma que solidifica inmediatamente sobre la capa anterior

El extrusor, una de las principales piezas de una impresora 3D, es la parte que se encarga de reducir la sección del filamento de plástico calentándolo y obligándolo a pasar por una boquilla de fina sección. El procedimiento de extrusión utiliza un filamento, generalmente de plástico, que se almacena en bobinas de 3 mm o 1.75 mm, dependiendo de la precisión de impresión que se desee. Posteriormente, se empuja el filamento a través de un extrusor, que es calentado hasta temperaturas capaces de fundir el plástico pero sin llegar a derretirlo. 

Tipos de filamento

Para generar cualquier elemento en 3D a partir de esta tecnología, además de poseer una impresora y el diseño digital, es fundamental la materia prima. Actualmente, la mayoría de piezas y elementos se imprimen a partir de filamento de plásticos como el ácido poli-láctico (PLA), el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) y elpolietileno tereftalato (PET).

El filamento no es más que material, por lo general plástico, que se presenta en estado sólido que suele almacenarse en bobinas.

El filamento es el homólogo del cartucho de tinta de las impresoras convencionales para la impresora 3D. Al igual que pasa con las impresoras de papel, en función de los resultados que se persigan, se emplean una serie de cartuchos con unas características determinadas. En impresión 3D, los materiales resultantes tienen que ofrecer una buena terminación, ser sólidos y duraderos, por tanto, se persigue que el filamento que se emplee, produzca una impresión de piezas con buen acabado, duraderas y resistentes.

Cuando se desea fabricar de manera personalizada el filamento, el usuario tiene varias opciones: comprar la materia primera en forma de pellets (granulado) y crear el mismo la combinación de color y de cantidad de material, o generar la materia prima a partir de materiales reciclados provenientes de los procesos realizados de la impresora o bien optar por materiales de uso cotidiano. 

El PET como uso de filamentos para la impresión 3D

Para la impresión de una pieza 3D se busca un material con los siguientes requisitos: precio bajo, reciclable, ligero y estético; el PET se ajusta a éstos, debido a las características que posee. Además, el consumo de PET no ha dejado de crecer en los últimos años. En lo referente a la cantidad reciclada del mismo, la tendencia también es creciente. Como todos los termoplásticos, el PET puede calentarse desde el estado sólido hasta el estado líquido viscoso, y al enfriarse vuelve a adoptar el estado sólido sin degradar al polímero, puede ser procesado mediante extrusión, inyección, soplado de preforma y termoconformado.

El PET se caracteriza por su elevada pureza, alta resistencia, tenacidad y transparencia. Este material es un polímero que se obtiene mediante una reacción química denominada policondensación entre el ácido tereftálico y el etilenglicol y pertenece al grupo de materiales sintéticos poliésteres. El PET presenta las siguientes propiedades (tabla):

Impresión 3D en la actualidad

La impresión en 3D es hoy en día un recurso muy importante tanto en la investigación como en la enseñanza de las ciencias experimentales. La versatilidad de la impresión 3D ha abierto un mundo de posibilidades para la creación de prendas de vestir, tal como ha vuelto a ponerse de manifiesto durante la Semana Internacional de la Moda de Qingdao, en China, en la que los asistentes se vieron sorprendidos por el desfile de modelos por la pasarela ataviadas con trajes realizados mediante impresión tridimensional; y esta tecnología también está revolucionando el campo de la medicina, tanto la Cirugía Ortopédica como la Traumatología que son ejemplo de esto; en el sector de la construcción, con la impresión 3D se ha demostrado la fabricación de casas.

La fabricación 3D de diversos productos que pueden ser fabricados con los filamentos de PET, la convierte en una técnica económica, técnicamente accesible y flexible, así como ecológica, al utilizar un material reciclado. 

Marcos Lemus Cortés y José Daniel Ochoa Ortiz son estudiantes de Ingeniería Industrial del Instituto Tecnológico de Morelia, Morelia, Michoacán.