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Impresión 3D

Impresión 3D aplicada a la industria

Durante los últimos años hemos visto cómo la impresión 3D mediante las impresoras 3D, que permiten la reproducción de diseños de ordenador en objetos reales de forma rápida y sencilla, ganaban espacio en casas, colegios y empresas. El año pasado se vendieron más de 420.000 impresoras 3D de pequeño tamaño. Lo que puede parecer una idea revolucionaria, poder imprimir en tu propia casa piezas a partir de un modelo de ordenador, tiene detrás una historia de más de 30 años, cuando Chuck Hull patentó un sistema para crear objetos 3D mediante la  solidificación de sucesivas capas de material fluido aplicando estímulos como la luz ultravioleta.

La poca resistencia que presentaba la unión entre las diferentes capas del objeto a imprimir, la escasa calidad de los acabados y la imposibilidad de realizar producción a gran escala, habían limitado la impresión 3D a ser únicamente una herramienta de prototipado. Las mejoras constantes que se han producido en este campo,y la introducción de nuevos materiales para la impresión, han permitido a la impresión 3D dar el salto a la producción de objetos finales. Hay dos factores que han propiciado estas mejoras:

  • La existencia de un mercado competitivo, en el que cohabitan un amplio ecosistema de proveedores de impresoras y servicios, tanto grandes compañías como GE y Siemens, como proveedores de nicho, como  Autodesk, EOS, Exone o Stratasys.
  • Cambio en los consumidores: El mercado de productos personalizados ha sufrido un gran impulso en los últimos años, siguiendo los deseos de los consumidores. La impresión 3D puede cumplir la promesa de customizar cada artículo para que sea diferente.

Todo ello nos dirige hacia un mercado en constante crecimiento: Gartner prevé un crecimiento anual en el mercado de impresoras 3D del 121.3% anual hasta  2019.

Las ventajas que tiene la aplicación de la impresión 3D en los procesos productivos son muchas y se extienden a sectores muy diferentes:

Aeroespacial – Defensa

Esta industria, con una producción de poco volumen pero alto valor, es perfecta para la impresión 3D, y además permite fabricar de una manera rápida productos más eficientes y de menor peso. GE utiliza en sus motores de avión LEAP 19 inyectores fabricados con esta tecnología, diseñados para durar 5 veces más que los componentes tradicionales.

Salud

La impresión 3D permite reducir costes en la creación de productos personalizados de alta calidad. BQ por ejemplo, proporciona impresoras (Witbox 2) para hospitales como el Virgen del Rocío de Sevilla, que reproducen corazones con cardiopatías congénitas severas. Con ellos los cirujanos pueden practicar y preparar operaciones complejas reduciendo el riesgo de que aparezcan complicaciones imprevistas en medio de la operación. El modelo se obtiene a partir de resonancias magnéticas e imágenes TAC, y como material utiliza filamentos flexibles.

Alimentación

Aunque la idea de comer algo hecho por una impresora 3D no suene muy apetecible, hay muchas iniciativas en este área. Desde figuras y diseños hechos con azúcar o chocolate para repostería, hasta estructuras hechas con semillas y esporas, que germinan para convertirse en una mini ensalada. La UE ha destinado cerca de 3M € para desarrollar “smoothfood”, comida personalizada para personas con problemas al masticar.

Automoción

La demanda cada vez mayor de productos personalizados, y la necesidad de mantener un inventario de recambios durante años hacen de la impresión 3D la solución perfecta para reducir costes. BMW incorpora en sus coches de carreras DTM piezas de precisión, como el impulsor de la bomba del agua, hechas por impresoras 3D. Esto le permite crear piezas personalizadas para cada carrera, al tiempo que reduce los costes, y aumenta las prestaciones.

Retail

Uno de los principales retos del sector es la tendencia de los consumidores hacia productos LATTE (local, authentic, traceable, transparent and ethical), unido a la demanda de una alta personalización de los mismos. A esto se une la necesidad de bajar los costes, en un negocio cada vez más competitivo por las estrategias omnichannel. Frente a estos problemas, la impresión 3D proporciona productos personalizados producidos localmente, con un escaso “time-to-market” y reduciendo los costes del estocaje y de la cadena de suministro.

Minería

Una de las principales dificultades de las instalaciones mineras, es que por su propia naturaleza, se encuentran en sitios remotos. La dificultad de acceso a repuestos, unido al gran impacto de la paralización de la actividad hace que tradicionalmente hayan destinado una gran cantidad de dinero a stock de repuesto que probablemente no utilicen en años. Tanto para los operadores mineros como para sus proveedores la utilización de impresoras 3D supone un ahorro de costes y un mejor servicio, dada la inmediatez de la producción y la disminución de costes en stocks y transporte.

Construcción

La impresión 3D puede dedicarse tanto a miniaturas como a grandes edificios. Winsun New Materials es una empresas china capaz de construir edificios de 6 pisos con una impresora 3D. Con ella consiguen reducir un 60% el coste de transporte y materiales, y un 70% el tiempo necesario para la construcción, a la vez que reduce el impacto ambiental.

La utilización de impresoras 3D presenta grandes ventajas, pero no está exenta de retos:

  • Velocidad: Actualmente el proceso de producción de una pieza de tamaño medio puede llevar varias horas, que aunque comparado con el ciclo tradicional de prototipado-producción en masa es muy pequeño, puede resultar lento para algunas aplicaciones.
  • Derechos de autor: La posibilidad de crear una copia de cualquier producto, plantea conflictos con patentes y propiedad intelectual. Además es difícil saber quién es el responsable final de un producto impreso, ¿el autor del diseño?¿el impresor?.
  • Problemas legales: Actualmente hay disponibles diseños para imprimir de pistolas y otro tipo de armas. Es posible crear una llave a partir de una fotografía. La finalidad de los objetos también es importante: ¿Que materiales deben usarse para productos de uso alimentario?
  • Impacto ambiental: Aunque el uso de impresoras 3D reduce el impacto ambiental de los productos, al producir menos desechos y necesitar menos transporte, también tiene inconvenientes. El elevado consumo de energía o el uso de materiales plásticos son algunos de ellos, aunque la mejora de la tecnología y la búsqueda de productos biodegradables podría resolverlo en parte.

Estos son algunos ejemplos que nos hacen ver el avance y el impacto en la industria que está teniendo la impresión 3D. Algo que nos hace entrever que esto es solo el principio de multitud de aplicaciones y retos futuros.

Eduardo Navarro
Eduardo Navarro

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