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Impresión 3D
por Juan C. D√ľrsteler [mensaje nļ 49]

¬ŅHasta que punto tocar la informaci√≥n nos puede ayudar a visualizarla?. En un futuro cercano la estereolitograf√≠a quiz√° nos lo aclarar√°.

La estereolitografía, como saben, es un proceso de construcción de objetos tridimensionales estrato a estrato a partir la especificación de un modelo virtual de los mismos.

La idea básica consiste en descomponer el modelo en un conjunto de secciones y fabricarlas una por una. Una vez acabada una sección, se construye encima la siguiente, y así sucesivamente hasta completar el objeto.

Hoy por hoy existen impresoras 3D capaces de crear modelos en resinas, metales, cer√°mica, elast√≥meros e incluso papel con precisiones de hasta 0.025 mm. Algunos sistemas construyen el objeto a partir de un ba√Īo de mon√≥mero l√≠quido que polimeriza solidific√°ndose mediante la energ√≠a que le proporciona un l√°ser que va siguiendo el interior de cada secci√≥n a construir. Una vez conseguida una secci√≥n, se hunde a ras del l√≠quido y se polimeriza justo encima la secci√≥n siguiente. El proceso se repite hasta construir el objeto entero.

Otros sistemas solidifican (sinterizan) polvo mediante un procedimiento similar al ya descrito, en el que el láser, en vez de polimerizar un líquido, fusiona el polvo, que puede ser metálico o no, capa por capa. Por ejemplo los sistemas de 3d Systems o Stratasys. El Massachussets Institute of Technology (MIT) tiene, como no, tiene un laboratorio de 3D printing que merece mucho la pena visitar.

La empresa japonesa KIRA produce máquinas que cortan las secciones en hojas de papel que se van apilando hasta producir el modelo completo . Un proceso de laminación a alta presión convierte al modelo en un 25% mas duro que la madera.

La propia naturaleza de este proceso capa a capa hace que la complejidad del objeto sea irrelevante ya que se pueden construir objetos con oquedades, entrantes y salientes prácticamente sin limitación. El tiempo de construcción se mide en unas pocas horas dependiendo del volumen del objeto.

¬ŅY que tiene esto que ver con la Visualizaci√≥n de Informaci√≥n?. Pues mucho. Los ingenieros que desarrollan piezas u objetos complejos pueden obtener mucha m√°s informaci√≥n de su modelo teni√©ndolo en la mano y comprobando su comportamiento que simplemente vi√©ndolo en una proyecci√≥n sobre la pantalla de ordenador. El llamado prototipado r√°pido (rapid prototyping) permite realizar un prototipo funcional en una fracci√≥n del tiempo de anta√Īo.

Pero más allá de esta aplicación evidente surgen otras como las biomédicas, que utilizan estos sistemas para construir modelos de los órganos a operar, obteniendo información verdaderamente interactiva del paciente concreto (Véase, por ejemplo las imágenes adjuntas, de las aplicaciones que realiza la empresa Biomodel). La visualización multisensorial (visual, táctil) del campo operatorio constituye una fuente de información y de comprensión de la realidad que proporciona una gran ayuda en la preparación de intervenciones.

Figura 1
Fabricación en un tanque de monomero fotoendurecible.

Fig. 1: Proceso de fabricación por estereolitografía 
  1. Sobre la plataforma el láser polimeriza secciones de la calavera. 
  2. la plataforma baja hundiendo lo ya hecho en el liquido endurecible mediante láser y este sigue endureciendo nuevas capas. 
  3. Se repite el proceso.
  4.  El resultado ya acabado. 
Fig. 2:  Molde terminado del cráneo humano de un paciente específico. Los datos de resonancia magnética permiten crear el modelo virtual que después se fabrica en 3D mediante el proceso explicado en la Figura 1.  En rojo la parte a operar

Imágenes cedidas por cortesía de Biomodel

BiomedSLitog.gif (144668 bytes)

Figura 2. 
Modelo de una calavera humana afectada de una patología (en rojo)
(Pulse sobre la imagen para ampliarla)

Técnicas semejantes se usan para construir matrices sobre las que pueda crecer el tejido celular para reparar órganos. (Véase por ejemplo los interesantes abstracts sobre algunas aplicaciones biomédicas de la estereolitografía)

Este conjunto de t√©cnicas ha evolucionado desde 1987 a un ritmo espectacular y las √ļltimas generaciones han supuesto un salto en precisi√≥n y versatilidad. Las impresoras 3D son una forma muy sofisticada de visualizaci√≥n, ya que permiten ver, tocar e incluso comprobar las propiedades de objetos virtuales.

Cuando bajen los precios la impresi√≥n 3D se har√° m√°s ubicua. Al igual que hoy imprimimos gr√°ficos para entender mejor la evoluci√≥n de la bolsa o la enfermedad de un paciente, dentro de algunos a√Īos imprimiremos modelos 3D que quiz√° nos ayuden a entender mejor a√ļn problemas todav√≠a m√°s complejos.

Enlaces de este artŪculo:

http://www.3dsystems.com/  
http://www.stratasys.com/  
http://web.mit.edu/afs/athena.mit.edu/org/t/tdp/www/index.html  
http://www.kiracorp.co.jp/EG/pro/rp/RP_process.html  
http://www.biomodel.com/  
http://www.msoe.edu/reu/Biomed_abstracts.shtml  
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