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HISTORIA DE LAS IMPRESORAS 3D

A lo largo de los últimos años las impresoras 3D se han ido instaurando en la sociedad, pasando de ser una tecnología futurista a ser algo cotidiano; sin embargo, las impresoras 3D no son un invento actual, tras ellas existe una larga historia, la cual es muchas veces desconocida, por ello en este pequeño artículo realizaremos un paseo por el tiempo para conocer los inicios de estas fabulosas máquinas.



ARTUR C. CLARKE y “EL REPLICADOR” (1964)


La primera vez que se acuñó un término similar a lo que se conoce como impresora 3D fue en la ciencia ficción. En 1966 se estrena la serie de televisión “Star Trek”, donde se conceptualiza al replicador, el cual era una máquina con la capacidad de duplicar cualquier objeto, es decir cuenta con la capacidad de realizar una copia exacta de cualquier cosa.



Dr. HIDEO KODAMA (1980-1981)


En mayo de 1980 el doctor Hideo Kodama del Instituto municipal de investigación industrial de NEOYA-JAPON solicitó una patente para un sistema de prototipado rápido de fotopolímeros. Describió su sistema de la siguiente manera: “Una cubeta de material fotopolímero se expone a una luz ultra-violeta que endurece la pieza y construye un modelo en capas”. Lamentablemente, por un problema de presupuestos, la especificación completa de la patente no ser llegó a concluir en el plazo fijado de un año.




EL EQUIPO FRANCÉS Y LA ESTEREOLITOGRAFÍA (1984-1986)


Alain Le Méhauté, en ese momento un joven ingeniero electroquímico, el cual se encontraba llevando una investigación básica sobre geometría fractal. Sin embargo, sus colegas no estaban de acuerdo con sus ecuaciones, es en ese momento que se dio la tarea de demostrarlo, para ello tendría que crear un objeto fractal con propiedades locales equivalentes a sus propiedades globales.


Debido a la complejidad de tal objeto ningún equipo de la época podía realizarlo. En una cantina Alain habló sobre su problema con su amigo Oliver de Witt, en ese momento Oliver trabajaba para CILAS (empresa especializada en láser y tecnología óptica), al escuchar del problema Oliver le comentó de cierto comportamiento que había observado en los laboratorios, en cual consistía en usar un líquido (MONÓMERO) que, al ser atravesado por un láser a determinada frecuencia, logra convertirse en un sólido (POLÍMERO); con ese principio sería posible construir la pieza que necesitaba.


Tras una serie de ensayos y experimentos, los resultados no fueron concluyentes, en ese momento le presentaron la idea a Jean Caude André (en ese momento investigador del renombrado centro francés de investigación científica). André propuso, para un mejor resultado, construir el objeto capa por capa. A partir de ese momento los tres empezaron a trabajar en la construcción de la impresora 3D. El 16 de julio de 1983 presentaron su patente para el proceso de ESTEREOLITOGRAFÍA.


CHUCK HULL – ESTEREOLITOGRAFÍA (SLA) (1983-1986)


Chuck, un ingeniero graduado en 1961 de la universidad de colorado, presenta su propia patente de estereolitografía, tres semanas después de ser presentada por el equipo francés, finalmente obtuvo la patente el 11 de marzo de 1986.


El definió a la estereolitografía como un método y dispositivo para fabricar objetos sólidos mediante la sucesiva impresión de capas delgadas de un material curable por luz ultravioleta una encima de otra. En su patente un haz concentrado de luz U.V. se enfoca en la superficie de una cubeta llena de fotopolímero líquido; el haz de luz es controlada mediante una computadora que dibuja cada capa del objeto sobre la superficie del líquido, solidificando el líquido.


Con la idea de vender su dispositivo de prototipado rápido, luego de obtener la patente, funda 3D SYSTEMS en california. En 1987 3D SYSTEMS comercializa la primera impresora 3D de estereolitografía (SLA-1). Chuck también fue creador del formato STL. El 21 de mayo de 2014 fue incluido en el salón de la fama de inventores de Virginia.



CARL DECKARD – SINTERIZACIÓN LÁSER SELECTIVA (SLS) (1987-1989)

Fue a la edad de 8 años cuando visitaba el museo de Henry Ford donde Deckard decidió que quería ser inventor. Siendo un estudiante de ingeniería mecánica de la universidad de Texas, mientras trabajaba en un campamento de verano tuvo una idea increíble de una tecnología de impresión 3D, sinterización láser selectiva; esta técnica consiste en partículas de polvo de una décima de milímetros en una cubeta que se ha calentado a una temperatura ligeramente menor a la temperatura de fusión del polvo, luego mediante un láser de CO2 sinteriza el polvo en los pontos seleccionados.


Durante el campamento de verano Deckard también estuvo trabajando en una tienda de máquinas llamada TRW, que fabricaba piezas para plantas petrolíferas. Estas máquinas estaban a la vanguardia, ya que utilizaban programas CAD-CAM, que controlaban máquina y herramienta a la vez. Sin embargo, aún existía demasiada fundición en el proceso de maquinado, es por ellos que después de dos años de desarrollo, nació la tecnología de SLS, una máquina con la capacidad de producir piezas completamente funcionales sin ningún tipo de fundición. Deckard presentó su patente en 1987 y fue emitida en 1989. Posteriormente 3D SYSTEMS compró la patente.



SCOTT CRUMP – MODELADO POR DEPOSICIÓN FUNDIDA (FDM) (1988)


La historia del modelado por deposición fundida comienza en 1988 con Scott Crump quien quería fabricar una rana de juguete para su hija de 2 años. Utilizando una pistola de silicona y una vela, en su cocina, intentó modelar la figura; se dio cuenta de que este principio se podría utilizar para crear objetos 3D. Aquella primera rana no era más que un montón de plástico derretido, pero debido a la insistencia de su esposa continuó con el desarrollo de esta idea.


Con el deseo de optimizar el proceso pensó en conectar la pistola a un sistema robótico cartesiano, además de esta manera el proceso de modelado se podría realizar automáticamente, así nació el FDM, el proceso de impresión 3D más popular. A medida que avanzaba con el proyecto, su esposa le consejo que convirtiera su pasión en un negocio. En 1989 presentaron la patente y fundaron STRATASYS. En abril de 1992 STRATASYS vendió su primer producto.



EL MIT – INYECCIÓN DE AGLUTINANTE (1993)


En 1993, Jim Breklt y Tim Anderson, dos jóvenes estudiantes de posgrado del MIT, diseñaron un prototipo de impresora 3D hackeando una vieja impresora de inyección de tinta.


El proceso consiste en un cabezal de impresión de choro de tinta que se mueve a través de un lecho de polvo depositando un material aglutinante líquido, una fina capa de polvo se extiende a lo largo de la sección completada, este proceso se repite con cada capa adherida a la última. Esta tecnología fue la primera capaz de producir piezas a todo color. En 1993 el MI T patentó la tecnología y en 1995 los estudiantes formaron su propia empresa “Z CORPORATION”. En 2012 3D SYSTEMS la compró.


REP-RAP (2005)


Si bien las impresoras 3D llevan muchos años en el mercado, sin embargo, es en los últimos años que su uso se ha visto más masificado, además de que los costes son miles de veces mas baratos dando pie a que cualquier persona pueda disponer de esta tecnología, todo esto nació a partir del proyecto REP-RAP.


En Inglaterra, en 2005, la universidad de BATH inició un proyecto con el propósito de crear una impresora FDM de bajo costo que pueda imprimir la mayoría de sus propios componentes. Actualmente está conformado por cientos de colaboradores a lo largo de todo el mundo.


REP-RAP fue fundada por Adrian Bowyer. El 13 de septiembre del 2006 el prototipo Rep-rap 02 imprimió con éxito la primera parte de si mismo. El 9 de febrero del 2008 la primera impresora Rep-rap llamada “DARWIN” logró imprimir con éxito el total de más de la mitad de sus partes. El principal éxito de del proyecto fue gracias al hardware y software libre que permitió la colaboración de miles de usuarios de todo el mundo.



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