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Historia de la impresión 3D: Año a año
Un gran porcentaje de gente piensa que la impresión 3D se creo y se popularizo de la noche a la mañana. Nada más lejos de la realidad, la impresión 3D como toda tecnología, tiene su punto de partida y sus orígenes.
En este post de nuestro blog conocerás la historia de la impresión 3D, que hoy en día es una tecnología que para muchos sigue siendo desconocida o de reciente creación, pero sin duda es un punto de quiebre en la manufactura industrial.
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Resumen del post
1. 1861 - Primer "escaneo 3D"
2. 1892 - Invención del procedimiento de creación de mapas topográficos
3. 1969/1977 - Fabricación de la primera impresora laser
4. 1981 - Creación de dos métodos de fabricación AM
5. 1984 - Invención de la estereolitografía
6. 1987 - Comienzo del estudio de la tecnología SLS
7. 1989 - Creación del Modelado por Deposición Fundida
8. 1992 - Primera impresora SLA en venta
9. 1999 - Primeros pasos de la impresión 3D en medicina
10. 2002 - Impresión 3D de un riñón funcional
11. 2005 - Fundación de RepRap
12. 2006 - Primera impresora SLS en venta
13. 2007- Creación de la primera impresora de comida
14. 2008 - RepRap crea Darwin, la primera impresora 3D auto-replicante
15. 2008 - Shapeways lanza su versión beta
16. 2008 - Fabricación de la primera pierna de prótesis impresa en 3D
17. 2009 - Lanzamiento de kits de montaje de impresoras 3D
18. 2009 - Primer vaso sanguíneo impreso en 3D
19. 2011 - Primer avión y primer coche impresos en 3D
20. 2011 - Impresión 3D en Oro y Plata
21. 2012 - Primer implante de prótesis de mandíbula impreso en 3D
22. 2012 - Primer exoesqueleto impreso en 3D
23. 2013 - La impresión 3D se viraliza mundialmente
24. 2013 - Primera casa impresa en 3D
25. 2014 - Creación de Cura, el software de laminado más popular para impresión 3D
26. 2015 - Primer medicamento impreso en 3D
27. 2017 - Adopción de la impresión 3D en la energía nuclear
28. 2017 - Creación de la primera impresora 3D de metal
29. 2018 - Creación de la Comisión de Impresión 3D Hospitalaria
30. 2019 - Creación del primer corazón diminuto y funcional impreso en 3D
31. 2020 - Covid19 e impresión 3D
32. 2021 - Creación de la primera prótesis ocular en 3D
1861 - Primer "escaneo 3D"
En 1861 en Paris, Francoise Willeme, un fotógrafo y escultor francés, patentó un proceso llamado Photoescuplture. Pocos años después construyó su idea, una línea alrededor de un domo de vidrio, donde 24 cámaras fueron instaladas. Utilizando las vistas parciales de cada una de las cámaras sobre un objeto fotografiado dentro del domo, se iba construyendo una imagen tridimensional de alta precisión del objeto.
1892 - Invención del procedimiento de creación de mapas topográficos
El inventor austriaco Joseph E. Blanther patento un método de creación de mapas topográficos en 3D utilizando un sistema de estratificación, que es similar al sistema que utilizan las impresoras 3D actualmente. El verdadero nacimiento de la impresión 3D esta por llegar en unos cuantos años.
1969/1977 - Fabricación de la primera impresora laser
La primera impresora láser (inyección de tinta) fue llamada EARS, fue desarrollada en el Xerox Parc (Xerox Paro Alto Research Center) comenzada en 1969 y finalizada en noviembre de 1971. La impresora EARS se utilizó con la red del sistema informático Alto y posteriormente se convirtió en el sistema de impresión láser Xerox 9700.
La Xerox 9700, introducida en 1977, fue la primera impresora láser comercial de la industria. A raíz de esto, en los próximos años, surgieron nuevos avances que transformaron la tecnología y llevaron el concepto de impresión con tinta a impresión con materiales.
1981 - Creación de dos métodos de fabricación AM
En 1981, Hideo Kodama, del Instituto Municipal de Investigaciones Industriales de Nagoya, inventó y patentó dos métodos de fabricación AM de un modelo de plástico tridimensional con un polímero fotoendurecible, en el que el área de exposición a rayos ultravioleta era controlada por un patrón de máscara o transmisor de fibra de barrido. Tristemente nunca consiguió los recursos económicos necesarios para llevar estos métodos a cabo, pero sirvió como base para las futuras investigaciones sobre la impresión 3D.
1981 - Creación de dos métodos de fabricación AM
En 1981, Hideo Kodama, del Instituto Municipal de Investigaciones Industriales de Nagoya, inventó y patentó dos métodos de fabricación AM de un modelo de plástico tridimensional con un polímero fotoendurecible, en el que el área de exposición a rayos ultravioleta era controlada por un patrón de máscara o transmisor de fibra de barrido. Tristemente nunca consiguió los recursos económicos necesarios para llevar estos métodos a cabo, pero sirvió como base para las futuras investigaciones sobre la impresión 3D.
1984 - Invención de la estereolitografía
El 16 de julio de 1984, los inventores franceses Alain Le Méhauté, Olivier de Witte y Jean Claude André presentaron su patente para el proceso de estereolitografía. La aplicación de los inventores franceses fue abandonada por la compañía General Electric francesa (ahora Alcatel-Alsthom) y CILAS (The Laser Consortium). La razón aducida fue "por falta de perspectiva empresarial".
Pero tres semanas antes de que los inventores franceses presentarán su patente Chuck Hull presentó su propia patente de estereolitografía. Más tarde, Chuck Hull de la corporación 3D Systems desarrolló un sistema prototipo basado en el proceso llamado como estereolitografía, en el que se añaden capas mediante el curado de fotopolímeros con láseres de rayos ultravioleta. Hull definió el proceso como un «sistema para generar objetos tridimensionales mediante la creación de un patrón transversal del objeto a formar», pero esto ya había sido inventado por Kodama. La contribución de Hull fue el diseño del formato de archivo STL (STereoLithography) ampliamente aceptado en la actualidad por el software de impresión 3D, así como las estrategias digitales de corte y relleno de volúmenes comunes a muchos procesos actuales.
1987 - Comienzo del estudio de la tecnología SLS
Unos pocos años más tarde, surge un método alternativo de impresión 3D. Carl Deckard, investigador de la Universidad de Texas, inventa un sistema que sintetiza polvo y lo convierte en un sólido. Así es como nace la tecnología SLS. Al igual que el método Chuck Hull, el método que inventó Deckard funciona con un láser pero con la diferencia de que este láser sintetiza polvo en lugar de resina líquida. Deckard llamó a su primera impresora 3D de SLS «Betsy», la cual solamente era capaz de producir simples trozos de plástico. Sin embargo, el principal objetivo de la impresora era probar la idea del sinterizado láser selectivo, por lo que los detalles de los objetos y la calidad de la impresión eran secundarios.
Sin embargo, aunque la tecnología SLS surgió en 1987, no fue hasta 2006 que se pudo ver la primera impresora 3D SLS de venta comercial.
1989 - Creación del Modelado por Deposición Fundida
Durante 1989 el matrimonio de inventores S. Scott Crump y Lisa Crump inventan y patentan lo que se conoce como tecnología FDM, siendo esta la más extendida hoy en día. Esta tecnología consiste en fundir un filamento de polímero y depositarlo capa tras capa hasta formar un objeto tridimensional.
La historia de esta invención es bastante curiosa, pues se le ocurrió cuando intentó crear una rana de juguete para su hija usando una pistola de pegamento caliente cargada con una mezcla de polietileno y cera de vela. Después de esforzarse por hacerlo manualmente, imaginó una manera de automatizar el proceso y construir la forma creando una serie de capas delgadas apiladas una encima de la otra.
Además, tiempo después, Crum pasó a ser cofundador de Stratasys, una de las empresas más importantes a día de hoy de fabricación de maquinaria 3D.
1992 - Primera impresora SLA en venta
La empresa 3D Systems, de la que era cofundador el anteriormente nombrado Chuck Hull, desarrolló la primera impresora 3D SLA puesta en venta. Esta presentaba algunos defectos e imperfecciones, pero era capaz de llevar a cabo la fabricación de objetos finales capa por capa, haciendo el rayo ultravioleta sólido el fotopolímero y construyendo de esta forma el objeto en cuestión.
1999 - Primeros pasos de la impresión 3D en medicina
La impresión 3D se vuelve una realidad en el campo de la medicina cuando una vejiga urinaria desarrollada en un laboratorio fue trasplantada a un paciente utilizando un recubrimiento sintético fabricado con sus propias células.
La tecnología usada por los científicos del Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa abrió las puertas a futuras investigaciones en el campo de la medicina.
2002 - Impresión 3D de un riñón funcional
Los científicos del Instituto Wake Forest de Medicina diseñan un riñón en miniatura completamente funcional y con la capacidad de filtrar sangre y producir orina diluida en un animal. Gracias a esto se llevó a cabo el desarrollo y la investigación, surgiendo así la Medicina Regenerativa.
2005 - Fundación de RepRap
En el 2005, comienza RepRap; un blog; una iniciativa; un movimiento de colaboración de conocimiento; un hobby; una plataforma de conocimiento libre y compartido, fundado por Dr. Adrian Bowyder, Profesor titular de ingeniería mecánica en la Universidad de Bath, una localidad de unas 100.000 personas cercana a Bristol, Reino Unido. Conocido ahora como el proyecto RepRap, es una iniciativa para desarrollar una impresora 3d, que pueda imprimir la mayor parte de sus componentes; y amén del objetivo original, se transformó en una plataforma mundial de conocimiento compartido sobre la impresión 3d; y en general un ejemplo de cómo compartir el conocimiento.
2006 - Primera impresora SLS en venta
Este año se fabrica la primera impresora 3D SLS (sinterización de láser selectivo) comercializada. Gracias a este avance ya se puede empezar a pensar en la fabricación de prótesis y piezas industriales
2007 - Creación de la primera impresora de comida
No fue hasta 2007 cuando investigadores de la Universidad de Cornell, en colaboración con el French Culinary Institute de Manhattan, modificaron la primera impresora 3D para trabajar con comida, imprimiendo galletas, queso o purés con las formas deseadas.
Desde entonces, son muchos los laboratorios y empresas que han desarrollado impresoras capaces de imprimir todo tipo de pastas alimenticias con las formas deseadas, y es algo que ya está utilizando la industria alimentaria, por ejemplo, para hacer bombones o pastas personalizadas.
2008 - RepRap crea “Darwin”, la primera impresora 3D auto-replicante
Tras su fundación en 2005, la plataforma RepRap saca a la luz Darwin, la primera impresora 3D auto-replicante, es decir, que es capaz imprimir la mayoría de sus propios componentes. De esta manera ya era posible la obtención de piezas para reparar la propia máquina o la de otras personas o sectores.
2008 - Shapeways lanza su versión beta
Shapeways lanza su sitio web beta privado para ofrecer un nuevo servicio de co-creación entre la comunidad. Este nuevo sitio web permitirá a todos los diseñadores compartir sus diseños 3D tanto digitalmente como el objeto físicamente.
2008 - Fabricación de la primera pierna de prótesis impresa en 3D
Este año se fabrica la primera pierna de prótesis impresa en su totalidad en una impresora 3D. Todas las partes fueron impresas en 3D, desde el pie hasta la rodilla, en una sola pieza y sin necesidad de montaje. Esto supone un gran avance en el mundo de los fabricantes de prótesis a medida.
2009 - Lanzamiento de kits de montaje de impresoras 3D
La compañía de hardware de código abierto para impresoras 3D Industrias Makerbot lanza a la venta los primeros kits de montaje que permiten a sus compradores fabricar sus propias impresoras 3D.
2009 - Primer vaso sanguíneo impreso en 3D
Llega la bio-impresión con la tecnología del Dr. Gabor Forgács, que utiliza una bio-impresora 3D para imprimir un vaso sanguíneo. La empresa Organovo diseña la impresora 3D MMX Bioprinter, la primera capaz de imprimir tejidos orgánicos.
2011 - Primer avión y primer coche impresos en 3D
Fue en este año cuando se llevó a cabo la fabricación del primer avión con impresión 3D. Consistió en un avión no tripulado, el cual fue construido en 7 días y costó unos 7.000€
Por otro lado, Kor Ecologic, nos presentó en este mismo año Urbee, un prototipo de coche que trata de ser lo más eficiente posible con el medio ambiente, siendo toda su carrocería diseñada e impresa en 3D. Este coche tuvo un coste de entre 12000 y 60000 euros.
2011 - Impresión 3D en Oro y Plata
En 2011, la empresa Materialise, se posiciona como la primera empresa en ofrecer un servicio de impresión 3D de oro de 14 Kilates y plata de ley. Esto abre una nueva oportunidad de negocio en el sector de la joyería debido a que estos diseños eran mucho más económicos de fabricar que con el método tradicional.
2012 - Primer implante de prótesis de mandíbula impreso en 3D
La Universidad de Hasselt (Bélgica) anunció una operación conjunta entre científicos belgas y holandeses. La operación se trataba de una sustitución de la mandíbula inferior por un modelo de impresión en 3D en una mujer de 83 años.
2012 - Primer exoesqueleto impreso en 3D
Este es el caso de Emma, una niña de 2 años que no podía mover los brazos debido a una condición de nacimiento. Gracias a una impresora 3D Stratasys y al hospital de Delaware, que le construyeron un exoesqueleto plástico, pudo recuperar esa capacidad de movimiento.
2013 - La impresión 3D se viraliza mundialmente
En este año, el entonces presidente de los Estados Unidos, en su Discurso del Estado de la Unión elogió la impresión 3D por tener “el potencial de revolucionar la forma en la que hacemos casi todo”. Además, ese mismo año salió a la luz un capítulo de la serie The Big Bang Theory en el que se involucran en la fabricación aditiva.
Sin duda estos son hechos que marcaron la historia de la impresión 3D, puesto que todo esto masificó el conocimiento sobre la impresión 3D y permitió que más personas a nivel mundial conocieran esta tecnología. Asimismo las búsquedas en Google del término “impresión 3D” en 2013 se elevaron más de un 2000%.
2013 - Primera casa impresa en 3D
El trabajo que realizó la compañía china WinSun Decoration Design Engineering es una demostración más de que se pueden fabricar casas «low cost» de forma rápida y masiva. Esta empresa construyó en un solo día diez viviendas, cada una de ellas con un coste menor de 5.000 dólares. Una gigantesca impresora 3D creó las casas por partes, que después fueron ensambladas por trabajadores, utilizando una mezcla de hormigón basada en materiales reciclados.
2014 - Creación de Cura, el software de laminado más popular para impresión 3D
La impresión 3D requiere un software de corte, también llamado laminador, para convertir el modelo 3D en un archivo de código G que proporcionará a la impresora 3D todas las instrucciones necesarias. Uno de estos programas es Cura, que fue desarrollado por David Braam en 2014 y luego adoptado por la empresa Ultimaker. Es un software de código abierto, probablemente el más extendido en el mercado mundial para la fabricación aditiva.
2015 - Primer medicamento impreso en 3D
En el años 2015, el laboratorio Aprecia Pharmaceuticals anunció a través de un comunicado que la FDA ha aprobado la utilización de su medicamento llamado Spritam para controlar los ataques epilépticos, lo que en la práctica supone el visto bueno al primer medicamento impreso en 3D de la historia.
Cada pastilla de Spritam se fabrica con una impresora 3D a través de un proceso de capas que, entre otras cosas, consigue una distribución más uniforme del medicamento.
Entre las ventajas de esta impresión en 3D destaca la aceleración de la disolución de la pastilla al entrar en contacto con un líquido, lo que facilita su ingesta y garantiza su absorción de una manera rápida.
2017 - Adopción de la impresión 3D en la energía nuclear
La adopción de la fabricación aditiva en la industria nuclear ha sido lenta, las empresas han estado desarrollando soluciones para este sector durante algunos años. Una de las primeras empresas fue Siemens. En 2017, el gigante había instalado con éxito una pieza impresa en 3D en una planta de energía comercial. Los beneficios de utilizar la fabricación aditiva en este segmento son la capacidad de producir piezas complejas y optimizadas bajo demanda a un coste reducido. Las limitaciones de fabricación convencionales, como los plazos de entrega más largos y la flexibilidad de diseño limitada, se eliminan con el uso de tecnologías de impresión 3D.
2017 - Creación de la primera impresora 3D de metal
En 2017, Markforged presentó su primera impresora 3D de metal, la Metal X, cuyo proceso de impresión está cerca del MIM (Moldeo por inyección de metal). Se basa en un proceso de extrusión, como otras máquinas en la gama del fabricante, y puede crear piezas en acero, Inconel y ahora cobre. Por lo tanto, el usuario podría obtener piezas hechas de cobre puro, lo cual es poco común en el mercado de fabricación aditiva.
2018 - Creación de la Comisión de Impresión 3D Hospitalaria
Un total de 28 profesionales del Hospital Gregorio Marañón formaron la primera Comisión de Impresión 3D Hospitalaria, un órgano pionero en España que impulsa los nuevos usos de esta tecnología. El Marañón ya introdujo en 2013 la impresión 3D como herramienta para la planificación preoperatoria y la ejecución quirúrgica en el Servicio de Traumatología. Ahora otros 17 servicios médico-quirúrgicos del centro se han sumado al uso de esta tecnología.
2019 - Creación del primer corazón diminuto y funcional impreso en 3D
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv, en Israel, anunciaron en abril de 2019 su experimento, un corazón impreso en 3D. Este hallazgo supone, en palabras de los propios investigadores “a major medical breackthrough” (un gran avance médico).
Este corazón fue impreso a partir de células humanas y material biológico del propio paciente, y contiene ventrículos, cámaras y vasos sanguíneos necesarios para el bombeo de la sangre.
2020 - Covid19 e impresión 3D
Con el estallido de la pandemia de Covid-19, la tecnología de impresión 3D se convierte en clara salvadora y demuestra todo su potencial y valor. Ayuda produciendo y fabricando rápidamente y desde cualquier lugar los materiales necesarios ante un escenario apocalíptico de crisis y escasez de recursos en materiales de protección sanitaria.
2021 - Creación de la primera prótesis ocular en 3D
En 2021 saltaba la noticia de que un paciente del Reino Unido recibía la primera prótesis ocular impresa en 3D del mundo. Un gran avance en fabricación e innovación en tiempo y realismo. Los ojos protésicos acrílicos tradicionales están pintados a mano y tardan unas seis semanas en completarse. Con la impresión 3D, una vez que se ha realizado un escaneo, la prótesis se puede imprimir en dos horas y media. Luego se envía a un especialista para terminar de pulir y ajustar, en un proceso que en total lleva de dos a tres semanas.
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