Descripción
Una impresora 3D es un dispositivo que tiene la capacidad de hacer piezas volumétricas (es decir, en tres dimensiones) basadas en modelos, que pueden ser transmitidos mediante archivos del ordenador. También es posible impresiones a partir de escáneres 3D.
Las impresoras 3D han supuesto toda una revolución en el sector educativo. Los estudiantes que asimilaban conceptos sobre geometría, mecánica, diseño y, en general, modelado en tres dimensiones, tenían que hacer un ejercicio de imaginación al finalizar el modelo o proyecto con el que estaban trabajando, porque la materialización final del trabajo no era posible, por el elevado coste y la falta de recursos técnicos para llevarlo a cabo.
A partir de la aparición del mercado de impresoras 3D, más económicas y sencillas de utilizar, muchas organizaciones y centros educativos las han adquirido para enriquecer sus enseñanzas. Gracias a la impresión en 3D, los estudiantes pueden ver los trabajos desarrollados, comprobar su resistencia y efectividad en el diseño, etc.
No todas las aplicaciones educativas están vinculadas a campos técnicos. Por ejemplo, las impresoras 3D podrían emplearse en la clase de historia para reproducir útiles que la humanidad usaba en el pasado, y que ahora son difíciles de encontrar. También servirían para replicar las partes de la anatomía de cualquier ser vivo, para su estudio en la asignatura de biología; o bien para imprimir mapas topográficos de cualquier área de geografía.
A continuación, se detallan las tipologías de impresoras 3D:
1) Modelado por deposición fundida (FDM). Es el método de impresión 3D más común en impresoras 3D de escritorio. El filamento termoplástico se calienta, y el cabezal imprime sobre coordenadas X e Y. La superficie de impresión, en cambio, va bajando el objeto capa por capa sobre la coordenada Z. De esta manera, se imprime de arriba abajo, Este tipo de impresora 3D es una forma rentable de desarrollar un producto y de crear rápidamente prototipos, puesto que es capaz de fabricar piezas robustas de manera eficiente.
Fuente: http://imprimista.es/
2) Estereolitografia (SLA): esta tecnología funciona mediante una capa de resina líquida fotosensible a un rayo láser, para que se endurezca y se solidifique. Una vez que el láser recorre una capa de resina en el patrón deseado, la plataforma de impresión del modelo, ubicada en el tanque líquido de la impresora, baja una capa y el láser empieza a formar la siguiente capa. Cada capa se construye sobre la anterior.
Fuente: http://imprimista.es/
3) Procesamiento digital de luz (DLP): esta tecnología emplea una red eléctrica de espejos controlados por ordenador, dispuestos en un molde sobre un chip semiconductor. Estos espejos se inclinan hacia delante y hacia atrás. Cuando un espejo está inclinado, refleja la luz, que equivale a un píxel brillante. Cuando el espejo está inclinado hacia el lado contrario, el píxel será oscuro. Este tipo de tecnología se utiliza en proyectores de películas, teléfonos móviles, etc.
Fuente: http://imprimista.es/
4) Sintetizado selectivo por láser (SLS): esta tecnología es muy parecida a la SLA, pero la principal diferencia es que este tipo de impresora 3D utiliza material en polvo en el área de impresión, en vez de resina líquida. Se utiliza un láser para sintetizar selectivamente una capa de gránulos que une el material para crear una estructura sólida. Cuando el objeto está completamente constituido, se deja enfriar la máquina antes de retirarlo.
Fuente: http://imprimista.es/
5) Fusión selectiva por láser (SLM): esta tecnología se considera como una subcategoría del tipo de impresora 3D SLS. La tecnología SLM utiliza un rayo láser de alta potencia para fundir completamente el polvo metálico empleado, transformándolo en piezas sólidas tridimensionales. Los materiales empleados en estos tipos de impresoras 3D son el acero inoxidable, aluminio, titanio, cromo, cobalto, etc.
Fuente: http://imprimista.es/
6) Fusión por haz de electrones (EBM): esta tecnología se lleva a cabo con una alta presión al vacío y utilizando altas temperaturas (hasta los 1.000 ºC), para poder fundir completamente el polvo metálico. Este tipo de impresora 3D suele emplear titanio puro para fabricar piezas aeroespaciales o implantes médicos.
Fuente: http://imprimista.es/
7) Fabricación mediante laminado de objetos (LOM): esta tecnología utiliza capas de papel, plástico o laminados metálicos recubiertos con adhesivo, que se funden bajo calor y presión y se cortan con un láser o una hoja de corte, controlados por ordenador. El objeto 3D se crea capa por capa y, después de cortar el exceso de material, se puede pintar. También puede imprimir objetos 3D a todo color.
Fuente: http://imprimista.es/
8) Inyección de aglutinante (BJ): es un proceso de fabricación aditiva. Este tipo de impresora 3D utiliza dos materiales: un material a partir de polvo (a menudo tiza) y un agente adhesivo, que actúa uniendo las capas de polvo. Se puede imprimir a color, agregando pigmentos al aglutinante.
Fuente: http://imprimista.es/
9) Inyección de material (MJ): es un proceso de producción que permite fabricar, principalmente, joyas personalizables de muy alta calidad, con diferentes metales. El molde se crea con cera fundida, que se deposita en capas sobre una plataforma de aluminio, mediante diferentes bocas que recorren el área de construcción. A medida que el material caliente entra en la superficie de impresión, se solidifica. En este caso, se utiliza un tipo distinto de cera con una temperatura de fusión baja, que se deposita bajo las partes que sobresalen del producto, actuando como soporte de la estructura. Cuando finaliza la impresión, se coloca a un baño caliente que funde el material de soporte.
Fuente: http://imprimista.es/
Las impresoras 3D pueden aportar creatividad en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Ofrecen la posibilidad de materializar ideas para crear prototipos de diferentes niveles de complejidad. Permiten desarrollar la capacidad de innovación del alumnado. Un tema interesante en la utilización de impresoras 3D en el aula es el hecho de emplear esta tecnología de manera multidisciplinar, para conseguir que el alumnado tenga una mayor conexión con las diferentes materias de sus estudios.
Ejemplos
Como ejemplo de la utilización de la impresión 3D, se muestra el caso de dos alumnos del colegio público El Cerro, de Montcada i Reixac, que hicieron con una impresora doméstica una mano biónica para su compañera Mariam.
Podéis encontrar más información sobre este caso en el siguiente enlace:
https://www.fundaciontelefonica.com/2017/08/11/herramientas-modelado-impresion-3d/
Dos estudiantes de segundo de bachillerato de Mataró crean «Building a hand», una prótesis de mano creada mediante una impresora 3D. Podéis encontrar más información en:
Recursos
Beltrán, P.; Rodríguez, C. (2017). «Modelado e impresión 3D en la enseñanza de las matemáticas: un estudio exploratorio». ReiDoCrea (núm. 6, vol. 2, págs. 16-28).
Bull, G.; Haj-Hariri, H.; Atkins, R.; Moran, P. (2015). «An Educational Framework for Digital Manufacturing in Schools». 3D Printing and Additive Manufacturing (núm. 2, vol. 2, págs. 42-49).
Lütolf, G. (2014). Uso de impresoras 3D en la Escuela: La experiencia de 3druncken.ch. Bern: University of Teacher Education [documento en línea]. https://impresion3denelictp.files.wordpress.com/2014/03/uso-de-impresoras-3d-en-la-escuela-la-experiencia-de-3drucken-ch_gregor-lc3bctolf1.pdf
Moreno, N. M.; Leiva, J.; López, E. (2016). «Robótica, modelado 3D y realidad aumentada en educación para el desarrollo de las inteligencias múltiples». Aula de encuentro (núm. 18, vol. 2, págs. 158-183).