Innovación en Fabricación Digital y Sostenibilidad: Impresión 3D y el Ciclo de Vida de los Plásticos

Fabricación Digital: Conceptos Fundamentales

La fabricación digital es un proceso en el que los datos de un diseño digital (conocido como diseño CAD) se transfieren directamente a herramientas de fabricación asistida por ordenador. Estas herramientas dirigen el proceso de producción de un prototipo o pieza final sin necesidad de interacción humana directa, optimizando la precisión y eficiencia.

Impresión 3D: Tecnología y Aplicaciones

Una impresora 3D es una máquina capaz de crear objetos tridimensionales con volumen a partir de un diseño digital generado por ordenador.

Componentes Principales de una Impresora 3D

• Electrónica: El cerebro que controla todos los movimientos y procesos.
• Extrusor: La pieza encargada de tomar el filamento de la bobina y depositarlo en la base de impresión en la cantidad precisa.
• Mecánica: La estructura y los motores que permiten el movimiento preciso del extrusor y la plataforma.

Materiales y Proceso en Impresión 3D

• Los plásticos más utilizados en la impresión 3D son el ABS y el PLA, aunque existen también plásticos especiales como el Laybrick, el Laywoo-3D y el Filaflex.
• El proceso de impresión 3D consta de tres etapas diferenciadas: diseño (creación del modelo 3D), laminado (conversión del modelo en capas para la impresora) e impresión (construcción física del objeto).

El Dilema de los Plásticos: Ventajas, Desafíos y Sostenibilidad

El uso de plásticos aporta numerosas ventajas en diversos sectores, pero también presenta un gran inconveniente derivado de su durabilidad: la mayor parte son materiales no biodegradables y muchos son difíciles de reciclar. Enfocar el consumo de plásticos desde la regla de las 3 R (Reducir, Reutilizar, Reciclar) ayuda a encontrar el equilibrio entre los beneficios de estos materiales y los desafíos ambientales derivados de su uso.

Materiales Plásticos: Conocer para Reciclar Eficientemente

Los plásticos son materiales con una estructura polimérica similar, que se caracterizan por ser moldeables cuando se les aplican condiciones adecuadas de presión y temperatura. Una vez conformados, mantienen su forma cuando estas condiciones cesan.

Clasificación de los Plásticos por Estructura Polimérica

En función de la estructura de sus polímeros, los plásticos se clasifican en tres grandes grupos:

• Termoestables: Plásticos que pueden ser moldeados mediante calor, pero una vez conformados no pueden volver a fundirse para darles una forma diferente.
• Termoplásticos: Plásticos que se ablandan con el calor y que se pueden moldear y volver a fundir tantas veces como se desee.
• Elastómeros: Materiales muy flexibles que recuperan su forma y sus dimensiones cuando dejan de actuar sobre ellos las fuerzas externas.

Técnicas de Fabricación con Materiales Plásticos

Los procedimientos más habituales de conformado de plásticos en la industria son:

• Extrusión: Proceso continuo para crear perfiles, tubos o láminas.
• Moldeo por inyección: Ideal para la producción masiva de piezas complejas.
• Moldeo por compresión: Utilizado para termoestables y piezas de gran tamaño.
• Soplado: Empleado para fabricar objetos huecos como botellas.
• Conformado al vacío: Adecuado para láminas delgadas y formas sencillas.

Fabricación Sostenible: Compromiso con la Agenda 2030

Como tecnólogos, tenemos la responsabilidad de enfocar nuestras actuaciones hacia el logro de los 3 objetivos globales de sostenibilidad aprobados en la Agenda 2030. Para conseguir los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), es fundamental integrar en nuestros proyectos técnicas de fabricación y estrategias que fomenten la colaboración y la eficiencia de recursos.

Actividad Práctica: Evaluación de Conceptos

1. Clasificación y Propiedades de los Plásticos

1. Atendiendo a su estructura interna, podemos diferenciar tres grandes grupos de plásticos: termoestables, termoplásticos y elastómeros.
2. Los materiales termoplásticos son plásticos que se ablandan con el calor y que se pueden moldear y volver a fundir tantas veces como se desee.
3. Los materiales termoestables pueden ser moldeados mediante calor, pero una vez conformados no pueden volver a fundirse para darles una forma diferente.
4. Los elastómeros son materiales muy flexibles, que recuperan su forma y sus dimensiones cuando dejan de actuar sobre ellos las fuerzas externas.
5. Entre los materiales más utilizados para la impresión 3D destacan el ABS y el PLA, aunque existen también plásticos especiales como el Laybrick, el Laywoo-3D y el Filaflex.

2. Verdadero o Falso: Mitos y Realidades de los Plásticos

1. En el sector de la vivienda, los materiales plásticos han mejorado los aislamientos térmicos, lo que reduce considerablemente el uso de otras energías. VERDADERO
2. El principal inconveniente del uso de plásticos deriva de una de sus mayores ventajas: su gran elasticidad. FALSO (El inconveniente principal es su durabilidad y dificultad de biodegradación/reciclaje).
3. Todos los plásticos que incorporan un código RIC son reciclables. FALSO (El código RIC indica el tipo de plástico, no siempre su reciclabilidad efectiva en todas las regiones).
4. El extrusor es la pieza de la impresora 3D encargada de tomar el filamento de la bobina y depositarlo en la base de impresión en la cantidad precisa. VERDADERO
5. Todos los plásticos proceden del petróleo, de ahí deriva su poder contaminante. FALSO (Existen bioplásticos y plásticos de origen vegetal).

3. Relaciona Conceptos: Plásticos y sus Aplicaciones

Relaciona cada tipo de plástico con su aplicación más común:

1. Baquelita: f. Enchufes
2. Neopreno: a. Aparatos ortopédicos
3. LDPE (Polietileno de Baja Densidad): c. Bolsas
4. Melamina: e. Muebles de cocina
5. PET (Tereftalato de Polietileno): b. Botellas de agua
6. Caucho: d. Suelas de zapato