La impresión en 3D

La impresión en tercera dimensión se perfila como el futuro de la manufactura a bajo costo ya que se puede construir cualquier objeto imaginable pero, ¿realmente es todo lo que promete?

Por José Miguel Jiménez López

Impresora 3D de escritorio Form 1. Fuente: Formlabs.com

Impresora 3D de escritorio Form 1. Fuente: Formlabs.com

En febrero de este año, el presidente de los Estados Unidos Barack Obama se dirigió a su nación en el tradicional discurso del Estado de la Unión, algo así como el Informe de Gobierno en México, y anunció que una de las claves específicas para revitalizar la industria manufacturera de su país se basaría en la tecnología de impresión en tercera dimensión (3D printing).

Conocida como manufactura aditiva, la tecnología de impresión en 3D viene desarrollándose desde los años 70 del siglo pasado – la primera impresora fue creada en 1984 por la empresa 3D Systems Corp- y comienza apenas a despegar como elemento de desarrollo comercial para algunos países.

En la película El Quinto Elemento, del director Luc Besson, se ve cómo en una especie de cámara al vacío, reconstruyen al ser que salvará al mundo a base de materiales superpuestos colocados por unos brazos robóticos.

No tan alejado de la ciencia ficción, la impresión en 3D trabaja bajo el mismo principio extrudiendo materiales, regularmente plásticos fundidos y resinas, o “pegando” partículas en polvo por medio de un haz de luz láser. Se puede crear cualquier diseño que los ingenieros, y en muchos casos artistas, puedan imaginar.

P Ball diseñada por Jeremy Mallin Fuente: Shapeays.com

P Ball diseñada por Jeremy Mallin Fuente: Shapeays.com

Retrato familiar escaneado a través del Xbox Kinect con el software ReconstrucMe. Mark Pestkowski Fuente: 3dprintersuperstore.co.au

Retrato familiar escaneado a través del Xbox Kinect con el software ReconstrucMe. Mark Pestkowski Fuente: 3dprintersuperstore.co.au

Todo comienza con el diseño del prototipo a través de programas computacionales CAD (Diseño Asistido por Computadora) para posteriormente enviar los patrones a las “impresoras” que aplican el material líquido o el gránulo de endurecimiento 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.

Piezas con huecos específicos o con partes entrelazadas pueden fabricarse sin la necesidad de pérdida de material como regularmente sucede con el proceso manufacturero clásico.

Impresora 3D ORD Bot Fuente: youtube.com

Impresora 3D ORD Bot Fuente: youtube.com

Principales partes de una impresora 3D Fuente: Brian Evans. Practical 3D Printers. The Science and Art of 3D printing. Apress, Nueva York, 2012

Principales partes de una impresora 3D Fuente: Brian Evans. Practical 3D Printers. The Science and Art of 3D printing. Apress, Nueva York, 2012

Las tecnologías de manufactura aditiva han podido fabricar diversos productos prostéticos para aquellas personas que han perdido alguna de sus extremidades, llegando incluso a los cráneos artificiales y rostros humanos. Un ejemplo de los beneficios de esta tecnología es la Mano Dextrus, un prototipo del proyecto Open Hand de Joel Gibbard [4] cuyo costo de producción sería de hasta un 90 por ciento menor al modelo que actualmente se encuentra en el mercado. La empresa Wohler Associates, que es experta en análisis de mercado, ha calculado que esta rama de la industria crecerá de 3.1 billones, en 2016, a 5.2 billones de dólares para el 2020. Aunque en nuestro país las empresas dedicadas a este ramo son pocas, se prevé que la actividad incremente un 20 por ciento en 2013.

Evolución de la Mano Dextrus desarrollada por Joel Gibbard. Fuente: openhandproject.org

Evolución de la Mano Dextrus desarrollada por Joel Gibbard. Fuente: openhandproject.org

 Para Nick Allen, fundador de la empresa inglesa 3D Print UK, las maravillas publicitadas sobre la impresión en 3D han sido exageradas: “Las expectativas de la gente son demasiadas. Piensan que pueden fabricar cualquier objeto con mínimos esfuerzos y poco entrenamiento con una máquina que cuesta 800 libras o menos”. El comentario de Allen está relacionado a que muchas personas consideran que la impresión en 3D es la tecnología del futuro hoy y que pueden crear literalmente cualquier cosa funcional en la comodidad de su hogar. Nada más lejos de la realidad.

Allen comenta: “Las piezas impresas en 3D no son tan fuertes como las que han sido fabricadas tradicionalmente. A través del moldeo por inyección obtienes una resistencia uniforme en toda la pieza. En la impresión en 3D, la pieza la construyes capa por capa con lo que se presentan debilidades [de resistencia] debido al laminado. Es comparable a una pared hecha con Legos: colocas todos los bloques uno sobre otro, cuando los presionas desde arriba son fuertes, pero cuando lo haces por los lados el muro se rompe fácilmente. Aunado a esto, se debe considerar que este tipo de fabricación no es tan rápido como se piensa ya que producir piezas toma horas e incluso días y aunque se pueda acelerar el proceso, la pieza presentará un acabado de baja calidad. El costo del material para las máquinas de extrudido (3D) va desde los 50 dólares por kilo, el más económico, hasta 500 en el caso de las resinas de mejor calidad.

Diversas piezas creadas con tecnología de manufactura aditiva. Fuente: dailytech.com

Diversas piezas creadas con tecnología de manufactura aditiva. Fuente: dailytech.com

Se pueden fabricar objetos indistintos con las impresoras 3D, mismos que pueden facilitar la vida pero que también pueden cegarla. Simon Murphy y Rusell Myers, periodistas del diario The Daily Mail, demostraron que podían fabricar un arma capaz de disparar una bala de calibre .38 con una impresora 3D e incluso pudieron llevarla consigo en un viaje

en el tren Eurostar que va de Londres a París sin despertar sospecha alguna de los servicios de seguridad (la historia se puede leer aquí). Los planos que utilizaron los reporteros para construir el arma fueron obtenidos gratuitamente de un sitio en Internet.

El periodista Simon Murphy ensamblando las piezas de un arma fabricada con tecnología de impresión en 3D. Fuente: dailymail.co.uk

El periodista Simon Murphy ensamblando las piezas de un arma fabricada con tecnología de impresión en 3D. Fuente: dailymail.co.uk

La tecnología de manufactura aditiva se encuentra todavía en una etapa joven en relación a la industria manufacturera mundial, cabe la posibilidad que con el tiempo y los avances técnicos se pueda ofrecer una posibilidad real para que cada persona, en su hogar, pueda construir objetos funcionales a bajo costo. Nick Allen vive de esta faceta del diseño y manufactura y afirma que “el futuro de la impresión en 3D radica en el potencial de las personas para crear, inventar y compartir ideas. La impresión en 3D seguirá creciendo en áreas como el mercado de prototipos, producción de bajo volumen (en máquinas de gama alta), médico, aeroespacial, -la lista continúa. ¿Pero como objeto doméstico de la vida cotidiana? No estoy convencido.”

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