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SÁNCHEZ ALARCÓN KATYA IVETTE
05 DE OCTUBRE DE 2016
DESCRIPCION DE LA
IMPRESORA 3D
TIPOS DE IMPRESORAS 3D
SUS APLICACIONES EN
DISTINTAS ÁREAS
VENTAJAS, DESVENTAJAS Y
COSTOS
CONTENIDO
DESCRIPCIÓN DE LA IMPRESORA 3D ....................................................................... 4
TIPOS DE IMPRESORAS 3D........................................................................................... 5
CÓMO FUNCIONA UNA IMPRESORA 3D ................................................................... 6
IMPRESORAS 3D Y SUS APLICACIONES EN DISTINTAS ÁREAS ....................... 7
COSTOS DE LAS IMPRESORAS 3D ..... 9
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS IMPRESORAS 3D ...................................... 10
IMPRESORA 3D: NOVOGEN MMX BIOPRINTING.................................................. 11
LA PRIMERA EN IMPRIMIR ÓRGANOS HUMANOS .............................................. 11
APLICACIONES .......................................................................................................... 12
CÓMO FUNCIONA ..................................................................................................... 13
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA NOVOGEN MMX BIOPRINTER ............ 13
CONCLUSIÓN ................................................................................................................ 14
REFERENCIAS ............................................................................................................... 15
TABLA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Charles Hull inventa la Estereolitografía. .................................................... 4
Ilustración 2. Tipos de impresoras 3D. .............................................................................. 5
Ilustración 3.Los 3 pasos para imprimir en 3D .................................................................. 6
Ilustración 4.Partes de la Impresora 3D. ............................................................................ 6
Ilustración 5. Aplicaciones en la medicina......................................................................... 7
Ilustración 6. Aplicaciones en Automoción. ...................................................................... 7
Ilustración 7. Aplicaciones en el espacio. .......................................................................... 8
Ilustración 8. Aplicaciones en la industria. ........................................................................ 8
Ilustración 9. Aplicaciones en la alimentación. ................................................................. 8
Ilustración 10. Aplicación en arquitectura. ........................................................................ 8
Ilustración 11. Costos de las Impresoras 3D. ..................................................................... 9
Ilustración 12. Ventajas y desventajas de las impresoras 3D........................................... 10
Ilustración 13. NovoGen MMX Bioprinter ...................................................................... 11
Ilustración 14. Ventajas y desventajas de la MMX Bioprinter ........................................ 13
SÁNCHEZ ALARCÓN KATYA IVETTE
05 DE OCTUBRE DE 2016
DESCRIPCIÓN DE LA
IMPRESORA 3D
Charles Hull, el co-fundador de 3D Systems,
inventa la Estereolitografía, un proceso de
impresión que permite que un objeto en 3D se
genere a partir de datos digitales.
Una IMPRESORA 3D es una máquina que
construye figuras y objetos de manera
volumétrica o tangible a partir de un diseño
hecho por ordenador o recogido a partir de un
escáner 3D.
La impresión 3D se refiere a los procesos en
los que secuencialmente se acumula material
en una cama o plataforma por diferentes
métodos de fabricación.
Para poder realizar el diseño de piezas a
imprimir en 3D se requiere de algún software
CAD , de los cuales podemos citar: Blender,
DraftSight, Catia, FreeCAD, OpenSCAD,
SolidWorks, Tinkercad y AutoCAD.
Ilustración 1. Charles Hull inventa la Estereolitografía.
Muchos de estos programas son muy
sencillos de utilizar, ya que las interfaces son
muy agradables para el usuario, además
algunos de éstos nos presentan herramientas
especiales para poder saber si nuestro diseño
cumple con las características esperadas tanto
en forma como rendimiento.
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05 DE OCTUBRE DE 2016
TIPOS DE
IMPRESORAS 3D
Actualmente en el mercado existen 2 tipos de
impresoras 3D.
Ilustración 2. Tipos de impresoras 3D.
IMPRESORAS DE ADICIÓN O DE
INYECCIÓN DE POLÍMEROS
Funcionan inyectando resinas en estado
líquido y curándolas con luz ultravioleta. Se
trata de fotopolímeros de base acrílica con
diferentes propiedades físico-mecánicas. Se
caracteriza por su precisión y acabado de
superficie. 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".
IMPRESORAS 3D DE COMPACTACIÓN
En éstas, una masa de polvo se compacta por
estratos (capas) y dentro de este método se
clasifican en 2 tipos, las que utilizan tinta o las
que utilizan láser.
IMPRESORAS 3D DE TINTA
Utilizan una tinta que aglomera el polvo – a
base de escayola o celulosa- para que sea
compacto. El uso de la tinta permite la
impresión en diferentes colores. Es un método
rápido y económico, pero las piezas son muy
frágiles.
IMPRESORAS 3D LÁSER
Utilizan un láser que transfiere energía al
polvo haciendo que se polimerice. Después se
sumerge en un líquido que hace que las zonas
polimerizadas se solidifiquen. Con ayuda de
un aspirador se retira el polvo sobrante, que se
reutilizará en futuras impresiones.
Determinadas impresoras usan filamentos de
PLA o ABS (hilo de plástico), éstas funden el
plástico construyendo con él capas muy finas
sobrepuestas para crear el objeto. Estos
materiales admiten el pulido posterior de la
pieza, ya que son más resistentes que las
impresoras 3D de tinta, aunque el proceso es
más lento y más costoso.
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05 DE OCTUBRE DE 2016
CÓMO FUNCIONA
UNA IMPRESORA 3D
Una impresora 3D produce un modelo
3D físico a partir de un diseño 3D virtual,
creado en una computadora (CAD).
Los materiales que actualmente pueden
utilizarse para imprimir son variados y éstos
influyen en el costo de la impresora. Las de
bajo costo comúnmente funcionan con
termoplásticos como el PLA (ácido
poliláctico) o ABS (Acrilonitrilo Butadien
Estireno), otras trabajan con metal,
fotopolímeros o resina líquida, aunque
resultan prohibitivas para entornos no
industriales.
Ilustración 3.Los 3 pasos para imprimir en 3D
En resumen, las impresoras 3D funcionan
como las impresoras de chorro de tinta,
pero en lugar de tinta, estas impresoras
depositan el material deseado en una serie
de capas sucesivas para crear un objeto
procedente de un formato digital.
Ilustración 4.Partes de la Impresora 3D.
PASOS PARA IMPRIMIR EN 3D:
Realizar un dibujo en papel del objeto a
imprimirse (Modelo original);
después lo hacemos con un programa
de diseño en la computadora (Modelo
CAD);
después los patrones son enviados a la
impresora, la cual aplica el material
líquido o el gránulo endurecido sobre
una placa plana.
Una vez dispuesta la primer capa y ya
endurecida, la cabeza de impresión
regresa donde comenzó y dispone una
capa más sobre la original repitiendo el
proceso varias veces hasta conformar la
pieza de tres dimensiones (Separación
en capas).
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IMPRESORAS 3D Y SUS APLICACIONES EN
DISTINTAS ÁREAS En Medicina
El campo de la medicina es uno de los
más avanzados en cuanto al uso de las
impresoras 3D. Una de sus aplicaciones
es la impresión 3D
de medicamentos.
Hay otras que son
capaces de crear
prótesis robóticas,
modelos dentales,
trasplantes de piel,
aparatos
ortopédicos, piezas
de inmovilización transpirables,
muñequeras y tablillas.
La tecnología de la Bio-impresión, que
promete la impresión de
tejidos y órganos –como
corazón y riñón-, aun no es
accesible pero se encuentra
en una fase inicial. La
impresión 3D permite
adaptar cada pieza fabricada
a las características exactas
de cada paciente.
Ilustración 5. Aplicaciones en la medicina.
En Automoción
Su aplicación se centra en la fase de
diseño de prototipos, ya que es una forma
rápida y efectiva de disponer de los
componentes físicamente antes de su
producción final.
Ilustración 6. Aplicaciones en Automoción.
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En el Espacio
Tanto la NASA como la ESA están
trabajando en el uso de impresoras 3D en el
espacio que les permitan crear componentes y
herramientas que se puedan imprimir
directamente en el espacio, ahorrando en
espacio y peso.
Ilustración 7. Aplicaciones en el espacio.
En la Industria
Se están encontrando innumerables aplicaciones al uso de
la impresión 3D conforme avanza su desarrollo. Como es
el caso de utensilios domésticos, herramientas, juguetes,
ropa, zapatos, etc.
Ilustración 8. Aplicaciones en la industria.
En la Alimentación
La Pastelería es una de las primeras
aplicaciones en impresión de comida,
porque estos productos suelen estar
hechos de un sólo material. Alimentos
como postres, galletas, chocolates y otros
dulces.
Ilustración 9. Aplicaciones en la alimentación.
En Arquitectura e Ingeniería
Se utilizan para la fabricación de prototipos o
en la prefabricación de piezas o componentes.
Existen impresoras de grandes dimensiones con
potencial para imprimir casas o edificios.
Ilustración 10. Aplicación en arquitectura.
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05 DE OCTUBRE DE 2016
COSTOS DE LAS IMPRESORAS 3D
La variación de costos en las máquinas 3D
es muy variable dependiendo del tamaño, la
marca y diversas características, así
podemos encontrar impresoras que oscilan
como mínimo entre los $12,000.00 MN y
los $15,000.00 MN hasta equipos que sobre
pasan los $50,000.00 MN
aproximadamente, por lo que es complicado
que en la actualidad cualquier persona
obtenga una impresora 3D.
Ilustración 11. Costos de las Impresoras 3D.
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS IMPRESORAS
3D La impresión 3D es claramente una de las nuevas promesas de la tecnología.
Ilustración 12. Ventajas y desventajas de las impresoras 3D.
Versatilidad en formas y tamaños.
Flexibilidad y prototipado rápido.
Rapidez de producción.
Reducción de costos en la producción.
Personalización de los objetos.
Nueva industria y sector.
Aplicaciones múltiples.
Las impresoras 3D consumen mucha energía.
Contaminan durante el proceso de producción.
Riesgos de salud.
Problemas de derechos.
Riesgos de seguridad nacional.
Seguridad de los objetos que toman contacto con comestibles.
Disminución de puestos de trabajo.
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IMPRESORA 3D: NOVOGEN MMX BIOPRINTING
LA PRIMERA EN IMPRIMIR ÓRGANOS HUMANOS
Es innegable que las impresoras en 3D
abren un mundo de posibilidades pero hay
opositores que indican que estas impresoras
son todavía máquinas potencialmente
peligrosas y que provocan desperdicios y su
impacto social, político, económico y
ambiental aún no se ha estudiado
ampliamente.
Ilustración 13. NovoGen MMX
Bioprinter
Es la primera impresora 3D capaz de
fabricar tejidos orgánicos, fabricada por la
compañía Organovo, con sede en San
Diego, que acaba de ser incluida en la lista
anual de las 50 empresas más innovadoras
de la revista Technology Review, propiedad
del prestigioso MIT1.
El desarrollo de órganos con esta impresora
3D permitiría realizar trasplantes bajo
demanda, sin la necesidad de esperar un
donante, y supondría un menor riesgo de
rechazo porque las células recolectadas
provienen del propio paciente.
El sueño de Organovo para imprimir
réplicas de órganos comenzó en 2009,
cuando desarrollaron NovoGen MMX
Bioprinter, una impresora 3D para fabricar
tejidos y tal vez órganos. Con ella, los
1 Instituto Tecnológico de Massachusetts.
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científicos e ingenieros pueden colocar de
forma precisa capas de células de casi
cualquier tipo hasta completar una réplica
del patrón tridimensional diseñado en el
ordenador. De esta manera podría conseguir
un riñón, un hígado o dientes.
En 2011, la impresora 3D NovoGen MMX
logró imprimir vasos sanguíneos, las
primeras arterias personalizadas con las
células de un individuo. Otros órganos que
se han logrado crear con esta impresora son
oídos, riñones, hígado, injertos de piel y
huesos. Así se abría paso al desarrollo de
tejidos bajo demanda en un logro de la
medicina regenerativa.
APLICACIONES
Actualmente, los tejidos creados (pulmonar,
músculo cardiaco y vasos sanguíneos) están
siendo utilizados para investigar en
enfermedades, probar la eficacia y los
efectos secundarios de nuevos fármacos y
efectuar pruebas de toxicología.
Organovo seguirá buscando nuevos usos
para su impresora 3D en el descubrimiento
de fármacos y conseguir su objetivo final de
imprimir órganos humanos.
Los científicos de varios equipos ya
demostraron que los órganos de laboratorio
pueden funcionar satisfactoriamente en los
pacientes. Se han implantado exitosamente
vejigas, vasos sanguíneos y conductos
urinarios fabricados. Lo que estas
estructuras tienen en común es que son una
combinación de células y materiales
biológicos a los que se da la forma de un
órgano o tejido.
La empresa Organovo ya ha conseguido
imprimir correctamente tejido hepático
humano capaz de realizar todas las
funciones necesarias de un hígado, pero aún
no han logrado funcionar como un hígado
completo.
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CÓMO FUNCIONA
La impresora 3D para tejidos humanos
funciona como otras impresoras 3D, lo
diferente es que el material para crear el
objeto son células vivas. La impresión 3D
de tejidos humanos funciona a partir de
una estructura de gel en la cual se
inyectan las células vivas para comenzar la
construcción del tejido biológico.
La impresora cuenta con 2 jeringas; en una,
se colocan células de un tipo y en la otra
jeringa se colocan células de otro tipo.
Después, el software -con el diseño del
órgano- guía paso a paso a un motor
integrado en un brazo robótico y empieza a
imprimir un molde, con las células de
ambas jeringas, hasta que esté finalizado el
órgano.
La limitación de esta técnica
es el suministro constante de sangre
para permitir que las células permanezcan
vivas durante la impresión.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA NOVOGEN MMX
BIOPRINTER VENTAJAS DESVENTAJAS
Ofrece la posibilidad de reemplazar tejidos
dañados con nuevo tejido - el cual se deriva
del paciente-, disminuyendo el riesgo de
rechazo.
La creación de órganos con esta impresora
3D permitiría realizar trasplantes bajo
demanda, sin la necesidad de esperar un
donante.
Reconstrucción facial y reconstrucción ósea,
además de la creación de órganos como oídos,
hígados, riñones, vasos sanguíneos, injertos
de piel y huesos.
La penetración celular y la siembra no se
controlan, lo que resulta en una maduración
no uniforme del tejido.
Los órganos se componen de muchos tipos de
células; la colocación de diferentes tipos de
células en localizaciones espaciales
específicas representa un enorme desafío.
Dificultad de proporcionar un suministro
adecuado de oxígeno y nutrientes a las células
dentro de las construcciones de ingeniería
tisular gruesas, por lo que no pueden
sobrevivir ni pueden proliferar.
Ilustración 14. Ventajas y desventajas de la MMX Bioprinter
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CONCLUSIÓN
Las impresoras 3D tienen ya un tiempo de
haberse creado, pero todavía hay un gran
campo que explorar, por lo que podemos
decir que es joven su aparición.
A pesar de las desventajas que puedan tener
esta innovación, las impresoras 3D tienen
mucho futuro por delante en diversos
campos como son la medicina, la industria
manufacturera, las ingenierías, la
arquitectura, el diseño, la alimentación y el
hogar, por lo que podemos crear desde un
simple juguete o un modelo de una sola
pieza hasta formas complejos modelos
como prótesis humana u órganos humanos
funcionales.
Las impresoras 3D han tenido un gran
desarrollo en todos estos campos, pero se
han enfocado más en el campo de la
medicina, y gracias al continuo desarrollo
de esta nueva tecnología, los científicos
lograrán avanzar en la medicina buscando la
manera de lograr algo complejo, en
beneficio de la salud de las personas como
la impresión de huesos, de diferentes
prótesis y medicamentos, además están
buscado reproducir células humanas para
crear órganos que funcionen
completamente.
Así como vemos que las impresoras
avanzan a pasos agigantados en la medicina
y la industria, al mismo tiempo se adentra
en los hogares, las escuelas los pequeños
negocios que buscan un crecimiento, por lo
que esta tecnología es una gran oportunidad
para el microempresario.
La impresión en 3D es una prueba de que la
tecnología sigue evolucionando, pero aún le
falta mucho para que estas impresoras se
apliquen en todos los ámbitos y puedan ser
accesibles para todos, pero antes debemos
concientizar de cómo utilizar esta
tecnología y cómo aplicarla sin afectar la
seguridad de otras personas o la propia.
SÁNCHEZ ALARCÓN KATYA IVETTE
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REFERENCIAS
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