La impresión tridimensional
se aplica hoy en día a campos tan variados como la medicina, la moda,
la arquitectura o la aeronáutica.
¿Será la próxima revolución industrial?
En el Espacio Fundación Telefónica, en la calle Fuencarral de Madrid,
se puede visitar una exposición, "3D. Imprimir el mundo"
que podrá visitarse hasta el 22 de octubre
y que pretende ser una muestra del pasado, presente y futuro
de estas tecnologías.
Uno de los campos de trabajo de Fundación Telefónica es...
la cultura digital.
Ya hicimos una exposición que abordaba el mundo del Big Data
y, ahora, en esta exposición, damos un paso más allá
y nos centramos en el campo de la impresión en 3 dimensiones.
Un fenómeno relativamente reciente
que está produciendo un cambio de paradigma tremendo
y se ha venido a denominar La Cuarta Revolución Industrial.
El proyecto, comisariado por Héctor Serrano y Carmen Baselga,
que vienen del mundo del diseño y del diseño industrial,
aborda, de manera panorámica,
el impacto que está produciendo en la sociedad,
cuál ha sido su evolución,
en qué sectores está teniendo más incidencia,
cuáles son los principios que regulan toda esta tecnología
y, luego, aborda de una manera muy amplia y exhaustiva,
algunos de los ejemplos más significativos
que están ocurriendo en estos tiempos, desde piezas de moda,
ejemplos del sector de la aeronáutica,
muestras de cómo está incidiendo en el mundo de la medicina,
que es uno de los campos que hoy en día está teniendo más impacto,
el mundo de la educación, del diseño de mobiliario, etc.
La profesora María del Mar Espinosa,
del Máster Universitario en Ingeniería del Diseño de la UNED,
nos explica qué son las impresoras 3D
y qué novedades aportan.
Las impresoras 3D es una forma diferente de construir las piezas.
En este caso, las piezas se construyen
por adición de material continuamente.
En principio partimos de un fichero que está en formato electrónico,
un fichero de Katz con un volumen,
ese volumen a través de un programa informático
se hace como en capas, como en lonchas,
y esa especie de lonchas de información,
es lo que se va a enviar a la impresora,
para que con el método que tenga cada propia impresora,
vaya generando, capa a capa,
la pieza que nosotros queremos reconstruir.
Hay diferentes tecnologías de impresión,
por eso no podemos hablar de una tecnología única,
pero aunque ahora se está llamando impresión 3D,
lo bueno, digamos, es llamarlas de fabricación aditiva,
porque ese es el principio fundamental
en el que se basan todas ellas.
Empezaron a fabricarse,
principalmente, para producir piezas en el entorno mecánico,
pero ahora su campo de aplicación se ha extendido muchísimo y abarca...
no solamente los entornos propios de fabricación,
ha pasado a los entornos de diseño, al sector de la arquitectura,
al médico, al artístico también...
el campo de aplicación es muy, muy variado.
Esta tecnología tiene todavía muchos retos por resolver.
El reto que tienen la mayoría de ellas es...
utilizar otro tipo de materiales, por un lado,
por ejemplo, se habla de impresión con vidrio o con metales,
metales, ya se está fabricando mucho con metales,
pero con otro tipo de metales que permita tener otro tipo de piezas.
Otra de las características que tiene que avanzar es mejorar...
los acabados superficiales de las capas,
que eso depende de cada tipo de tecnología, pero, en general,
todos necesitan mejorar el acabado superficial.
En algunos casos reducir el espesor de capa,
hemos dicho antes que las piezas se construyen capa a capa,
pues cuanto más fina sea la capa que soy capaz de construir,
mejor acabado tendrá la pieza final.
Y conseguir que las superficies sobre las que se esté imprimiendo
cada vez sean más grandes
o más adaptadas a las piezas que yo necesito,
para poder producir piezas más grandes,
sobre todo en el entorno de la fabricación mecánica.
La fabricación aditiva
replantea conceptos como los de autoría o accesibilidad.
Por ejemplo, en la muestra podemos ver
una reproducción en 3D del busto de Nefertiti
que fue escaneado por dos artistas en el Museo Egipcio de Berlín.
Ahora, cualquier persona puede descargar e imprimir
el archivo que crearon, para obtener su propia copia.
La impresión 3D utiliza materiales muy variados,
lo que implica gran versatilidad a la hora de fabricar piezas.
La variedad de materiales ahora mismo es amplísima.
Vamos desde materiales plásticos,
que pueden ser plásticos duros, como puede ser un PLA o un ABS;
plásticos blandos,
resinas que tienen una cierta flexibilidad,
resinas en las que se inyecta polvo de otro material,
como puede ser madera, materiales metálicos, otro tipo de plásticos.
También se trabaja con metales... el punto de fusión es bastante alto,
puede ser de titanio, por ejemplo,
para hacer algunas prótesis u otro tipo de piezas.
Y también materiales cerámicos,
se está trabajando ya desde hace bastantes años
con materiales cerámicos.
Y en el entorno de la construcción se están utilizando hormigones,
algún tipo característico de hormigón también se está utilizando.
El campo de materiales, ahora mismo es muy amplio.
Pero lo más novedoso de la impresión 3D es que hay piezas
que, por sus características de diseño,
sólo se pueden fabricar de esta forma.
Estas son... todas ellas son piezas diseñadas para el sector aeronáutico.
La mayoría de ellas tienen una geometría que es muy compleja
y, prácticamente, habría sido imposible fabricarlas
con los métodos tradicionales de fundición,
o forja, o mecanizado convencional.
Al tener unas geometrías tan extrañas,
con algunos nervios muy finos, no se podrían hacer.
Sin embargo, con la impresión 3D,
con la fabricación aditiva en materiales metálicos, ha permitido...
que en un solo conjunto esté realizada la pieza íntegramente.
Por otro lado, las piezas están fabricadas
con una aleación de aluminio, magnesio y escandio
que consigue reducir un 35% el peso
de las piezas fabricadas de forma tradicional, diriamos.
Un 35% en peso de las piezas del avión
significa muchísimo ahorro en combustible
y en otras características.
He elegido estas obras porque son obras del sector de la arquitectura
y tienen un proceso de fabricación muy diferente
al que hemos comentado de las piezas metálicas.
Eso por un lado y, por otro lado,
porque aquí se ve muy bien cómo se ha construido la pieza,
se ve que la pieza está formada por capas,
que dijimos antes que se iban superponiendo,
es una capa, la siguiente, la siguiente...
En este caso, lo que se hace es montar
el brazo extrusor del material sobre una grúa,
y va describiendo la trayectoria,
y va subiendo, poco a poco, poco a poco...
hasta que llega a alcanzar el final.
En este caso, el material posiblemente será hormigón,
pero se puede hacer con otro tipo de materiales
propios de construcción también.
Y si esta tecnología ya hace décadas que se conoce,
¿por qué de repente asistimos a este boom de la impresión 3D
en el siglo XXI?
La tecnología de la fabricación aditiva o de la impresión 3D
ya llevaba un montón de años en los laboratorios,
en los centros tecnológicos, incluso en la industria y...
tuvo la suerte de que alrededor de 2005,
Adrián Bowyer desarrolló una máquina de impresión 3D
basada en deposición de material fundido,
que hizo en su universidad,
y además la hizo con materiales muy sencillos.
Consiguió que le fabricasen... media docena de piezas, no más.
Y consiguió que el resto de los componentes de la máquina
pudiesen ser útiles habituales
que se pudiesen comprar en una ferretería
o en algún suministrador de máquinas estándar o normalizados.
Entonces, con estos elementos,
consiguió fabricar la primera máquina de impresión 3D
de tipo pequeñito.
Además, una vez que tuvo la primera,
las piezas que no se podían comprar...
para poder hacerla, que no se podían comprar en una ferretería,
las podía hacer con su propia máquina.
Por lo cual, la primera fue capaz de hacer una serie de máquinas
exactamente iguales a sí misma,
simplemente con esas piezas que se hacían
y con esas otras que se podían comprar.
Y de ahí la designación de máquinas autorreplicantes,
máquinas que se fabrican a sí mismas.
Esto, sumado al muy bajo coste
de los elementos que se estaban utilizando consiguió...
utilizando la palabra democratizar la impresión 3D,
porque, prácticamente, todos los técnicos que estaban estudiando
ingeniería en esa época, tampoco hace tanto, 2005-2006,
empezaron a sentir interés por ese tipo de máquinas,
se pudieron montar,
y a partir de ahí se difundió de una manera extraordinaria...
primero en los centros de ingeniería o de tecnología
y ya, prácticamente, en todos los sitios:
centros de diseño, centros de arquitectura
e, incluso, mucha gente para su propia casa.
Manuel Domínguez Somonte
es profesor del Máster Universitario en Ingeniería del Diseño de la UNED.
En este máster se han desarrollado varios proyectos
por parte de alumnos, empresas y profesores,
como la fabricación de una impresora RepRap.
Desde mi punto de vista, hay tres ámbitos en los cuales...
la impresión 3D se va a desarrollar mucho a...
corto y medio plazo.
El primero es en el ámbito del diseño,
la obtención de productos tipo,
sobre todo para diseñadores, arquitectos,
que quieren hacer piezas muy rápidamente para tenerlas en la mano
y que no sea sólo verlas en el ordenador,
poder presentarlas en una exposición,
poder ponerlas a disposición de los clientes.
Estas piezas, normalmente,
se hacen con materiales plásticos de bajo coste,
no tienen prestaciones tecnológicas complejas,
no requieren tensiones ni demás,
lo que sí tienen es un componente estético importante,
por lo tanto, los materiales tienen que tener
unas calidades superficiales importantes.
Otro ámbito que, incluso ya,
en determinados ambientes no se llama impresión 3D,
sino que se denomina fabricación aditiva, es en el ámbito industrial,
y ahí, prácticamente, lo importante ya no es la estética,
sino que lo importante es la tecnología.
Cuando se está imprimiendo piezas con materiales metálicos,
con materiales plásticos, pero de características especiales y demás,
y ahí hay mucho que desarrollar, hay mucho que bajar costes todavía,
porque la impresión 3D metálica
todavía está planteando muchos problemas
y todavía es demasiado costosa.
Y un tercer sector que a mí me parece muy interesante
y que tiene muchísimo futuro es el sector de la salud,
sobre todo, en el ámbito de las prótesis...
y no solamente de las prótesis, es decir, de huesos y demás,
sino en la impresión 3D de materiales vivos,
de vísceras, de piel, de componentes, de sangre, etc.,
que ahí también se está avanzando mucho,
se está progresando mucho,
y además se están consiguiendo avances importantes,
no solamente en reducción de costes,
sino... como ha pasado en otros sectores,
se han conseguido hacer cosas personalizadas para un paciente,
que con otras tecnologías era... o muy difícil o muy costoso
o, incluso, probablemente, imposible de construir.
Uno de estos campos prometedores es el ámbito de la salud.
Por eso, vamos a analizar
una de las piezas más sorprendentes de la exposición.
Una prótesis de una mano fabricada en un colegio de primaria.
El colegio El Turó de Montcada i Reixac, en Barcelona.
Uno de los campos en los cuales la impresión 3D tiene mucho que decir,
es en el ámbito de las prótesis
para problemas que puede haber físicos en personas...
y, sobre todo, en niños pequeños.
Aquí en este ámbito confluyen varios factores muy importantes.
Uno, el que el niño tiene unas dimensiones
a las cuales se puede adaptar perfectamente,
porque las piezas que se obtienen mediante impresión 3D son...
totalmente personalizadas, tiene una componente de bajo coste,
porque los componentes que se utilizan para fabricar
este tipo de piezas no son costosos,
tiene una componente de situación en el momento, porque...
es, prácticamente, en el mismo colegio donde el niño está estudiando
donde se puede conseguir hacerle esta prótesis.
Hay más componentes, por ejemplo,
el que el niño se tome la prótesis como un juguete
más que como una prótesis o un añadido extraño para él
y, de hecho, hay prótesis como ésta o como alguna otra,
que intentan emular las manos de Ironman
o de algún otro de los héroes de los niños,
y los niños los cogen con mucho interés.
Y, además, un factor añadido a todo ello es que estas prótesis
no necesitan baterías, no necesitan componentes extraños,
ya que son capaces, en base a la geometría que analizan
para la fabricación de las piezas, que un pequeño movimiento,
por ejemplo, de la mano donde no tiene dedos,
simplemente este movimiento hace...
que el resto de los dedos de la prótesis
puedan emular el movimiento de una mano normal.
Es llamativo y muy interesante
el ser conscientes de que una mano como ésta
se pueda hacer con una impresora 3D, que puede costar 400-600 euros,
y que la pueden hacer en un colegio niños de 14-16 años,
con un poquito de ayuda de su profesor.
Si la revolución industrial permitió la estandarización,
con la impresión 3D se busca la diversidad y la personalización,
incluso la impresión bajo demanda de un solo prototipo.
¿Realmente, cualquier ciudadano,
podrá construir lo que quiera desde casa?
En principio cualquier ciudadano podrá construir piezas desde casa,
lo que pasa es que necesitas una serie de conocimientos
para tener el modelo del que vas a partir.
Si hay una base de datos genérica
que te permite descargar modelos de lo que tú necesitas,
va a poder utilizarlo cualquiera,
pero en realidad yo creo que el verdadero campo de aplicación
es en el campo profesional,
en cualquiera de las ramas que hemos dicho,
pero en el campo profesional,
en el sector doméstico no me parece que vaya a ser
un electrodoméstico, digamos, imprescindible,
de aquí a unos años en cualquier casa.
La impresión 3D, aunque otros dicen que es una panacea
y que va a dar la solución a todos los problemas del universo y demás,
hay que ser un poquito más realistas
y hay que situarla en su propio contexto.
Sí tiene una serie de ventajas, sí tiene una serie de componentes
que se pueden hacer muy bien con la impresión 3D,
mejor que con otras máquinas,
sí hay algunas piezas que sólo se pueden hacer con impresión 3D,
porque con otras tecnologías no se podrían hacer físicamente,
pero eso no va a anular, en absoluto, a la fabricación convencional
y a las piezas de fabricación masiva que se están fabricando hoy por hoy.
Entonces, con esta tecnología
tenemos una nueva alternativa de fabricación,
que implica una nueva alternativa en el procedimiento del diseño,
porque cuando nosotros vamos a diseñar una pieza para su fabricación
tenemos que ser muy conscientes de cómo se va a fabricar,
lo cual implica que, si esa pieza, se va a fabricar por impresión 3D,
los parámetros de diseño van a ser muy diferentes,
de si esa pieza va a ser moldeada,
va a ser mecanizada o va a ser fundida, etc.
En la exposición podemos ver ropa hecha con impresión 3D,
zapatos, sillas, obras de arte, joyería.
Parece que se abre todo un abanico de posibilidades nuevas
al alcance del diseñador, del ingeniero o del artista.
El tiempo y los resultados
dirán si estamos ante una nueva revolución o no.