Impresión 3D y la fabricación aditiva: Rompiendo paradigmas de producción

La manufactura por adición o fabricación aditiva (AM por sus iniciales en inglés) y la impresión tridimensional (3D) no solamente ofrecen alternativas para prototipado de ideas e inventos, también permiten la personalización de productos y la adaptación a segmentos pequeños y complejos del mercado respondiendo a las necesidades específicas en pocas cantidades, a un costo relativamente bajo, más rápido, más preciso, optimizando el manejo de inventarios y aumentando con esto la eficiencia de costos.

La impresión 3D consiste en procesos en los cuales los materiales (cómo moléculas liquidas, polímeros, metales, polvo, concreto, etc.) se mezclan en una máquina de impresión láser controlada por un computador (incluso con inteligencia artificial) y se imprimen capa a capa para producir objetos de casi cualquier forma geométrica, a partir de un archivo de manufactura aditiva (AMF) generado usando un software de modelado 3D.

Tecnologías y equipos de manufactura aditiva se usan desde finales de los años setenta, pero desde el año 2012–hasta cuando solo se usaba para la fabricación de prototipos y maquetas– se vienen anticipando los impactos que tendrá la impresión 3D dadas sus múltiples aplicaciones en sectores tan variados como la ingeniería (mecánica, aeronáutica, automotriz, civil, etc.), la defensa militar,  la arquitectura, la joyería, y la biomedicina (recreación de órganos para trasplantes, odontología, farmacéutica, ortopedia, etc.) en donde se estima que esta tecnología para el año 2021 moverá más de 1.3 mil de millones de dólares.

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Dubái está visualizándose y haciendo inversiones sustanciales para ser el próximo hub de innovación para un mundo cambiante. Ya con pasos agigantados la start-up Cazza, fundada por Chris Kelsey (de 19 años de edad) y Fernando de los Ríos (de 26 años), anunció  que iniciará la construcción de un rascacielos totalmente con macro-impresión 3D para el año 2023. Cazza creó la tecnología minitank, que es capaz de construir 200 metros cuadrados de concreto por día, esto significa 50 por ciento más rápido que los métodos de construcción convencionales, respondiendo a las necesidades del aumento poblacional, y con menos implicaciones negativas en el medio ambiente; más seguro y más barato.

Entre los retos que representa la adopción de esta tecnología está que la impresión 3D, debido a la flexibilidad y a la adaptabilidad que ofrece, puede disminuir la cantidad trabajadores que proveen (o proveían) mano de obra barata para producción basada en economías de escala en países en donde actualmente se produce a bajos costos.

En MIT, el equipo interdisciplinario del arquitecto computacional Skylar Tibbits ha venido desarrollando en los últimos años la impresión 4D. A diferencia de la impresión 3D, en la impresión 4D se usan materiales biológicos y físicos programados para tener alta capacidad de adaptación a diferentes entornos, materiales que tienen la propiedad de ensamblarse, transformarse y repararse a sí mismos. Esta tecnología parece tener sus principales potenciales aplicaciones en los campos de la medicina, espacio extraterrestre, pero incluso pudiera ser adoptado en diseño de vestuario.

Pese a toda esta potencialidad de adopción y popularización, el mercado de impresoras 3D y fabricación aditiva está controlado mundialmente por muy pocas empresas: 3D System, ExOne, Hewlett-Packard;Materialise NV; NanonDimension; Organovo; Stratasys; SLM Solutions; y Voxeljet.

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