Impresión 3D: diez principios fundamentales y múltiples ejemplos

Con casi todos ya de vuelta de las vacaciones y, para esquivar el aburrimiento de la rutina, hoy traigo una fantástica propuesta para desviarse en la vuelta del trabajo a casa: la exposición “3D Imprimir el mundo”, que se puede visitar en Espacio Fundación Telefónica hasta el próximo 22 de octubre.

Ya nos hemos referido a esta tecnología en distintos posts y es habitual leer en los medios sobre la “reconstrucción 3D de huesos” o que “las impresoras 3D empiezan a quitar terreno a la máquina de coser”, por ejemplo.

De hecho, quien no esté ya familiarizado con el tema corre el riesgo de quedarse desfasado porque en el MIT ya trabajan un paso más allá: en la impresión 4D, con la expectativa de controlar las propiedades de los materiales y cómo se comportarán.

“¿4D?, ¿tan rápido?” -pensará alguno-, pero es que aunque pueda parecer algo nuevo, la impresión 3D existe desde finales de los 60 si bien no fue hasta mediados de los ochenta cuando se empezó a desarrollar esta tecnología tal y como la entendemos hoy y es en la última década cuando se está democratizando y ha entrado en el ámbito doméstico, con la fusión entre consumidor y productor (prosumer).

Pero volvamos a la exposición: como amante de los caballos me llamaron la atención unas herraduras de titanio hechas en 3D para Holly, una yegua que sufrió una infosura en las pezuñas delanteras que apenas le permitía ir al paso. Sí, hablar de impresión 3D es hacerlo de objetos personalizables según necesidades -como en este caso- o gustos, representa una fabricación individualizada frente a la producción en masa de la revolución industrial.

Este cambio de paradigma reformula la relación de los individuos con los objetos e impacta en conceptos fundamentales como la cultura, la educación, la sostenibilidad o la accesibilidad.

Estos son los diez principios fundamentales de la impresión 3D, que se explican en la muestra:

1-La complejidad no eleva el coste.

2-La variedad sale gratis. Una sola impresora 3D, al igual que un artesano, puede crear muchas formas, solo necesita un diseño digital diferente y un lote nuevo de materia prima.

3-Frente a las limitaciones del torno, una fresadora o un molde, el diseño es ilimitado, permite formas que hasta ahora solo eran posibles en la naturaleza

4-Infinita variedad de materiales. Hoy se están empleando plásticos, cerámicas, papel, vidrio, metal, titanio, madera e incluso materiales biológicos y moleculares.

Destaca la impresión multimaterial en 3D con fusiones hasta ahora inaccesibles y resulta interesante el hecho de que hay una paleta de materiales por explorar con propiedades y comportamientos innovadores que pueden ser de utilidad. Por ejemplo, se ha descubierto que la mezcla de tierra con aditivos resulta un material más resistente que la arcilla industrial.

También abre la puerta a mecanismos con metamateriales. Recientemente los investigadores en impresión 3D han empezado a manipular no solo el exterior de un objeto sino su microestructura interna combinando partes blandas y duras.

5-No precisa ensamblaje, que encarece. Las piezas en la impresión 3D están interconectadas: se pueden imprimir una puerta y sus bisagras al mismo tiempo.

6-Fabricación compacta y portable. Pueden fabricar objetos más grandes que sí mismas.

7-La elaboración es bajo demanda, a la carta. Los artículos se imprimen cuando hacen falta y cerca de donde son necesarios.

8-No precisa habilidades manuales. La fabricación no cualificada abre las puertas a nuevos modelos de negocio y nuevos sistemas de producción para personas que se encuentran en entornos remotos o circunstancias extremas.

9- Es más ecológica porque aprovecha mejor la materia prima y genera menos residuos.

10- La reproducción física precisa permite réplicas exactas del objeto físico o mejor que el original, de la misma forma que un archivo de música digital se puede copiar infinitas veces sin que pierda calidad de audio.

El proceso consiste precisamente en materializar objetos capa a capa a partir de archivos digitales. Las impresoras 3D imprimen en tres ejes: X, Y y Z y hay diferentes tecnologías de impresión 3D: por adición y por compactación.

En la exposición es posible ver el desarrollo de esta industria en el mundo, que encabeza Norteamérica (39,7 por ciento) seguida de Europa (28,2 por ciento) o el número de patentes de impresión 3D emitidas por sectores, entre los que destacan: odontología, industria armamentística, enseñanza, arquitectura, aeroespacial o maquinaria industrial.

Una compañera ya escribió en A un clic de las TIC de una medicina de impresión y es que realmente las aplicaciones en este terreno son sorprendentes.

En la parte de la muestra de los objetos realizados con esta tecnología se pueden ver varias prótesis, como la mano para Mariam, un prototipo para esta niña que nació sin la mano derecha que le hicieron dos compañeros de clase con ayuda de un profesor. O la primera prótesis de mano impresa en 3D en España, que imita a la de Iron Man con idea de que sea parecida a la del superhéroe y resultase menos traumática para el niño de seis años para el que se diseñó. Con esta técnica se redujo su coste de producción de 8.000 euros a 40. El “proyecto Daniel”, implantes de cadera en 3D ultraligeros, plantillas o gafas personalizadas, nuevas posibilidades para el tratamiento de la escoliosis, piel humana en 3D totalmente funcional para investigación y trasplantes… Os quedareis con la boca abierta.

Otro ámbito en el que la impresión 3D ofrece grandes posibilidades es en la escuela: permite “aprender haciendo”. La tecnología se convierte en el medio para promover valores como la creatividad, el trabajo en equipo, habilidades motoras o procesos propios del trabajo matemático como el análisis, el razonamiento y la simbolización. Algunos ejemplos que pueden verse son el robot Zovi, juguetes caseros, libros ilustrados táctiles para niños invidentes o un kit de construcción universal libre para satisfacer necesidades desatendidas por los intereses corporativos.

En el campo de los componentes aeronáuticos me sorprendió descubrir que el primer puente peatonal del mundo realizado con tecnología de impresión 3D está en el parque de Castilla-La Mancha en Alcobendas (Madrid). Un compañero ya escribía del futuro de esta tecnología en la construcción.

La réplica de un Stradivarius, un taburete que se pliega como un paraguas, un abrebotellas con forma de icosaedro que funciona como tal en sus veinte caras, zapatos de materiales reciclados que reducen la huella de carbono o contenedores personalizables de objetos de oficina son algunos otros objetos que pueden verse en la muestra. El mensaje es que la cocreación permite hacer cualquier cosa que pueda dibujarse.

Muy llamativa la bisutería con formas impensables de la Naturaleza gracias a la impresión de una sola pieza pero con partes articulables y amoldables y también llaman la atención unas peonzas con forma de tetera o elefante porque la tecnología 3D permite fabricar formas muy complejas y de perfil asimétrico que giren bien, ya que es un algoritmo el que optimiza la distribución de la masa y el software se encarga del diseño.

Y, como guiño al fin del verano, si de niños érais fans de Frigodedo o el Frigopie, sabed que ahora los polos pueden tener forma de unicornio y hasta de surfista, aunque, si esto va de personalizar, ¿qué tal uno con vuestra propia cara?

Imagen: Ultra-lab