Impresión 3D, hacia un mundo (des)conocido

Impresión 3D, hacia un mundo (des)conocido

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Poco a poco, tanto entre profesionales como entre el público amateur en informática, el término impresión en 3D comienza a ser conocido.

Mientras que en entornos productivos, la impresión en 3D comienza ser una opción para muchos sectores, entre los usuarios domésticos de equipos informáticos, se comienzan a visibilizar las impresoras en 3D. A pesar del precio prohibitivo de las impresoras 3D profesionales, y algo más baratas las impresoras 3D para uso doméstico, la consolidación de esta nueva tecnología va a tener, a buen seguro, implicaciones que todavía no adivinamos.

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Cuando hablamos de cambios, sobre todo a nivel profesional, de lo que estamos hablando es de una importante evolución de determinados sectores productivos: desde la industria del automóvil a la aeroespacial, pasando por la medicina.

De hecho, tal como nos informa Voltaico, ya es posible construir una casa mediante impresión 3D, y en solo 24 horas, tal como oferta una empresa californiana. Estamos hablando, aunque suene a ciencia ficción, de poder imprimir, en nuestra casa, un montón de productos que utilizamos en la vida diaria.

No tener que comprar esos útiles, provocará, en poco tiempo, además de ahorro, el fin de ciertos sectores productivos, que verán desaparecer sus mercados.

Un poco de historia

Como todo en esta vida, la impresión 3D no ha surgido de la nada y por generación espontánea. Los antecedentes se remontan al año 1983, cuándo se produjeron las primeras impresiones en 3D, utilizando tecnología láser.

El primero que utilizó esta técnica – que posteriormente desembocaría en la constitución de la empresa 3DSystems –, fue el norteamericano Richard Hull.

Este ingeniero de mente inquieta, que utilizaba rayos UV para modelar de manera aditiva resina fotosensible, creo una nueva tecnología que se denominó estereolitografía. Un lustro después, Scott Crump, desarrolla la tecnología FDM, modelado por deposición fundida, en sus siglas en inglés. Tanto éxito tuvo la técnica, que a Crump le dio hasta para fundar la empresa Stratasys.

Los siguientes pasos del desarrollo de la impresión 3D, se gestaron en laboratorios experimentales, como el de la Universidad de Texas, centro educativo pionero en ese tipo de investigaciones.

Allí fue donde los doctores Carl Deckard y Joe Beaman, desarrollan la tecnología de sinterizado por láser selectivo, que estuvo en el candelero un buen número de años. Este último descubrimiento, coincide con nuevas técnicas, todavía experimentales, que se desarrollaron en Alemania y en Estados Unidos; estas últimas en el prestigioso MIT de la ciudad norteamericana de Cambrigde.

A partir de los últimos años del siglo XX, los desarrollos en impresión 3D adquieren una velocidad de vértigo: en el año 1999 se imprime en 3D el primer órgano humano.

Tres años después se modela, en tres dimensiones, el primer riñón animal, que era capaz de producir orina.

RepRap, el «open source» llega a la impresión 3D

RepRap es el acrónimo de Replicating Rapid Prototypes, un intento, datado en el año 2004, de lograr que la tecnología de impresión 3D pudiese llegar al gran público.

La paternidad de esta idea es del doctor Adrian Bowyer, docente en la universidad británica de Bath, que unió su gran inteligencia a la búsqueda de bien común.

Bowyer logró con RepRap dos logros fundamentales: el primero fue crear una impresora 3D de bajo coste, que pudiese autoreplicarse, esto es, fabricar sus propias piezas. El otro objetivo cumplido fue el que los planos de su diseño, fuesen de uso público y se pudiesen modificar, y también, con ello, mejorar con el tiempo el diseño de la impresora.

La licencia GLP, para esa impresora en 3D, logró que, una importante comunidad accediese a una impresora barata, y que se pusiesen a mejorar las características técnicas de la impresora 3D original.

Un presente sólido, un futuro inimaginable

El futuro se vislumbra lleno de posibilidades, y los datos históricos de la facturación de empresas que se dedican a la impresión 3D, es también espléndido: en el 2011 esa industria facturó 1.900 millones de dólares.

Solo 5 años después, la cifra de negocio, a nivel mundial, de la impresión en tres dimensiones, fue de 6.024 millones de dólares, multiplicando por 3 las cifras del año 2004.

No es un crecimiento exponencial, pero se le parece. En solo un lustro, del 11 al 16, el sector ha crecido un 28% cada año. Y el futuro nos habla de cifras casi inimaginables.

No es descabezado pensar que para el año para el 2020, el sector esté facturando por valor de 12.100 millones de dólares anuales, y haya desembarcado en casi todas las áreas productivas.

El futuro será en tres dimensiones

Por de pronto, la tecnología de impresión en 3D, ya nos permite el modelado de muchas piezas, enseres, e inclusive órganos humanos, que hace poco podrían ser un argumento de un buen texto de ciencia ficción.

Los expertos hablan de que, en tres lustros, las tecnologías de impresión en 3D, ya habrán sido asumidas por el sector productivo, y también en las políticas de I + D + i de empresas y estados.

Ello se debe al mayor uso de esas tecnologías en la industria, y que la investigación en 3D en laboratorio dejará de ser residual, para convertirse casi en una política obligada para todas las compañías. Poco a poco, la impresión 3D permeará todas las facetas de nuestras vidas, tanto las profesionales como las personales, habiendo ante nosotros un mundo de posibilidades.

El futuro de la impresión en 3D es tan evidente que, hay insistentes rumores de que Apple podría, en breve, sacar al mercado una impresora en 3D, eso si, para uso doméstico.

Y los expertos auguran que España se puede convertir en un referente, y en un líder en exportar estas tecnologías, tal como ya está demostrando en la impresión en 3D en proyectos biomédicos.

España, pionera en impresión 3D de tejidos humanos

Como ya habíamos indicado, España tiene todas las trazas, para convertirse en una potencia en impresión 3D, y esto queda refrendado después de que investigadores españoles, hayan creado una impresora 3D que fabrica piel humana.

Los autores del este logro pertenecen al departamento de Bioingeniería de la Universidad Carlos III (UC3M), y la piel que han «fabricado» se puede utilizar tanto para injertos como para investigación.

Otra de las aplicaciones de esta bioimpresora, es la de experimentación con productos cosméticos y de farmacia, dos industrias que pueden aportar cientos de millones de euros para experimentación. De hecho, en el campo de la farmacia, se evalúa la posibilidad de fabricar «medicamentos divertidos», por ejemplo pastillas con forma de animalitos, que serían más amigables para niños.

Una impresora rentable y multiusos

Una de las principales ventajas de esta impresora para piel humana, es que permite «fabricar» piel que tenga unos determinados estándares, y su producción puede automatizarse, con un menor costo que los cultivos tradicionales.

Para las unidades de grandes quemados, esta bioimpresora es una bicoca: hasta ahora, para realizar un trasplante de piel, era necesario cultivar células humanas, que habían sido extraídas mediante una biopsia.

Amén de permitir una producción industrial de piel humana, la bioimpresora 3D que nos ocupa, es capaz de replicar exactamente las estructuras de la piel humana: puede fabricar tanto la epidermis como la dermis. A pesar de que se trata de una impresora pionera, en la fabricación de piel en 3D, el modelo todavía necesita mejorarse: todavía no es capaz de fabricar las glándulas sebáceas, que tiene la piel humana.

Las biotintas, el meollo de la cuestión

Se trata del elemento más crítico de esta bioimpresora en 3D, y son las hacedora de la piel humana. Para entendernos, las biotintas son un equivalente a los cartuchos de tinta, de diversos colores, que poseen las impresoras al uso.

Cada uno de los «cartuchos» de que se compone la bioimpresora, tiene los componentes que posteriormente conformarán la piel. Físicamente, se asemejan a unas jeringas, llenas de diversos componentes: queratinocitos y fibroblastos.

Al mismo tiempo, otra de las «jeringas» aloja factores de crecimiento, un componente cuya misión es dar solidez y elasticidad a la piel que se está creando. Los factores de crecimiento, serían entonces, una suerte de andamiaje que va a dar solidez al conjunto, y que permite que la piel se presente como un todo integrado.

Es un ordenador el que se encarga de determinar, cuanta cantidad de cada componente hay que añadir al compuesto, porque finalmente, la piel impresa en 3D, se destina a un cultivo.

El desarrollo de la piel que se ha generado con ese cultivo, finalmente, va a una incubadora, que en dos semanas, terminará de «fabricar» la piel. A partir de ese momento, la piel ya está preparada para su uso. Otra de las ventajas, de este novedoso sistema de bioimpresión español, es que es capaz de fabricar dos tipos de pieles: la autóloga, a partir de células del propio paciente, y la alogénica, de bancos de células.

Este novedoso método de manufacturar piel humana, se convierte en una panacea, para, por ejemplo, quemados de gravedad, que necesitan injertos de piel.

Sin embargo, el procedimiento todavía tiene que ser certificado por las autoridades europeas, para que pueda ser replicado por institutos de medicina y empresas de biotecnología.

Tras la autorización, que pretende asegurar que la piel así creada, reúne las características necesarias en trasplantes para uso humano, se espera que en pocos meses se comercialice esta tecnología, 100% española.

El sector del automóvil, el más beneficiado

Las tecnologías de impresión 3D, ya han llegado a la industria automotriz, y al sector le sientan «como anillo al dedo» y permiten ahorrar una buena cantidad de costes.

De hecho, el Grupo PSA – Peugeot y Citroën – considera la impresión en 3D el futuro de la industria del automóvil, y ha decidido apostar fuerte por ella.

El valor fundamental, para la industria automotriz, de la impresión 3D, es el ahorro de tiempo y un aumento de la precisión en las fases de diseño. La operativa habitual, para el diseño de automóviles, pasaba por diseñar el vehículo mediante aplicaciones de diseño industrial asistidas por ordenador.

Una vez realizado el trabajo de diseño asistido por ordenador, el trabajo consistía en hacer maquetas de diversos materiales, entre ellos, la arcilla.

Maquetas precisas y en cuestión de horas

La impresión 3D permite, que entre el diseño de una pieza de un modelo de automóvil, y la plasmación de esa pieza en la realidad, pasen días, y no como antes, semanas, hasta que se fabricaba la maqueta hecha a mano.

Ahora, desde el diseño con programas de software de diseño industrial, se pasan esos datos precisos a la impresora 3D, para que construya las piezas que finalmente, ensambladas, da lugar a un vehículo.

Ello redunda tanto en una mayor precisión – los parámetros son exactamente los del diseño asistido por ordenador -, así como en una mayor rapidez y un menor coste.

Impresión de robots para la industria del automóvil

Y la impresión 3D, en la industria del automóvil, no se ha quedado solo en la parte del diseño de prototipos, sino que también ha llegado, a una parte tan vital, como el diseño de robots.

Hay que tener en cuenta que, ya actualmente, son los robots los que hacen la parte más pesada del trabajo, en las cadenas de montaje de vehículos, de todos los fabricantes de coches y camiones.

Algunos de los robots, que son primordiales en la industria de las cuatro ruedas, comienzan a ser impresos en 3D. De este modo se logran diseños «imposibles» con otras técnicas de fabricación.

Otra de las ventajas de la impresión de 3D, aplicada a los robots de la industria automotriz, consiste en la posibilidad de utilizar otro tipo de materiales, en las piezas que conforman [los robots].

También, cabe destacar, que el uso industrial de la impresión 3D, permite ahorrar costes y también tiempo, y además, logra la construcción de piezas con difíciles figuras geométricas, que de otro modo serían inabordables.

Inclusive piezas de repuesto

Aunque todavía es impracticable, y esto si es todavía producto de la ciencia ficción, podría llegar el día en el cual el propio propietario, pueda imprimir en 3D, y en su casa, piezas que necesite cambiar de su vehículo.

Además, de este modo, desaparecería el peligro de que nuestro vehículo, por ser muy viejo, o por otras circunstancias, deje de tener piezas de repuesto, cosa que es «el pan nuestro de cada día».

Mediante impresión 3D, el diseño – finalmente un archivo informático – estaría siempre a disposición del cliente, independientemente del modelo y antigüedad de su vehículo. Viendo el negocio que todo esto puede suponer, la división de impresión industrial de HP, ha creado una plataforma abierta, para diversos fabricantes de la industria de automóvil, y de otros sectores productivos.

De ese modo, Hewlett Packard logra que los grandes fabricantes colaboren, entre ellos y con HP, en llevar la impresión 3D a convertirse en un estándar en muchos sectores.

¿Te parece apasionante la impresión en 3D? ¿Quieres convertirlo en tu trabajo? Aprende eso mucho y más en Voltaico y en el resto de los blogs de Difoosion.

Fuente: Tecnología El País / El Mundo / Economía El País

Imagen: 3dilla / Don DeBold / Creative Tools / Sclupteo / Wikipedia / Steve Jurtveson / Wikimedia / Alma de hierro / Jean-Pierre Dalberá / niceness / Jamie / woodleywonderworks / Golan Levin / Kojach / Mr. Thinktank / davidd / Wikipedia / Pixabay

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