TECNOLOGÍA

Impresión en tres dimensiones

Cualquier pieza, cualquier estructura, puede ser creada con sólo pulsar el botón "Imprimir" en la pantalla. La tecnología de Impresión en Tres Dimensiones, desarrollada por el conocido Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), ha irrumpido en la industria como un revolucionario proceso para la fabricación rápida de prototipos, piezas finales e incluso herramientas completas a partir de un sencillo diseño por ordenador.

El espectacular desarrollo que han alcanzado las tecnologías para la impresión de imágenes en los últimos años ha encontrado, a comienzos de siglo, un nuevo campo de desarrollo: la Impresión en Tres Dimensiones. Lejos de presentar inconvenientes frente a los métodos convencionales de fabricación, esta nueva tecnología industrial tiene una flexibilidad sin precedentes: permite crear piezas sólidas con cualquier tamaño y forma geométrica utilizando como materia prima todo tipo de materiales, incluyendo metales, cerámicas, plásticos, ceras o resinas. Además, gracias a su alta resolución es posible controlar a muy pequeña escala, 'pixel a pixel', la microestructura del objeto fabricado y su textura, ofreciendo acabados perfectos.


Impresión por capas

El proceso para llevarlo a cabo es aparentemente sencillo. Partiendo de un modelo por ordenador del objeto a construir, un programa traduce la información de la estructura en tres dimensiones en una serie de cortes o capas planas y superpuestas. Esto es transmitido a la impresora, que crea cada capa por un proceso muy similar al que usan las impresoras de inyección de tinta cuando transfieren las imágenes proyectadas en la pantalla a una hoja de papel. Un pistón, que sostiene las capas ya elaboradas, se encarga de descender antes de imprimir cada nueva capa, permitiendo que encajen unas con otras hasta formar la estructura completa. Antes de sacar la pieza, es necesario un último paso en el que se le aplica un tratamiento de calor que funde los estratos y permite su solidificación, confiriéndole la consistencia necesaria para su posterior uso.

A la vista de la simplicidad y la comodidad de la Impresión en Tres Dimensiones, no faltan ideas sobre sus posibles aplicaciones en el futuro. Aunque hasta el momento sólo ha sido implantada en ciertos sectores de la industria, se espera que esta tecnología extienda su uso a nuevas aplicaciones comerciales e, incluso, que alcance el ámbito doméstico, convirtiéndose en "minifábricas" caseras de objetos en 3D.


Rapidez ante todo

La Impresión en Tres Dimensiones se engloba dentro del conjunto de Sistemas de Prototipado Rápido, cuya finalidad es la obtención directa de objetos físicos a partir de los datos de un Diseño Por Ordenador en Tres Dimensiones (3D CAD), basándose en la tecnología de fabricación por capas (Layer Manufacturing Tecnologies o LMT). El expresivo nombre de estos sistemas nos da una pista sobre el principal objetivo de sus creadores: la velocidad de fabricación de los prototipos, es decir, modelos de un producto que permitan verlo, tocarlo y analizar sus características antes de fabricarlo.

De esta manera se satisfacen necesidades de la ingeniería y la industria como los ensayos experimentales de un producto para comprobar las características teóricas que se le atribuyen en la fase de diseño, o la demostración del cumplimiento de normas específicas de calidad sobre el producto en cuestión, o incluso la puesta en marcha de encuestas de mercado, presentaciones y catálogos publicitarios previos a la comercialización. La fabricación puede realizarse en cualquier empresa dentro del proceso normal de desarrollo y presentación de un nuevo producto, proyección de un edificio, etc. Porque, frente a los más de 30 sistemas alternativos de prototipado rápido, la impresión tridimensional no exige condiciones especiales. Esto permite utilizarla fuera del laboratorio, en la oficina, empleando máquinas relativamente pequeñas y con costes reducidos que "fabrican" un modelo del producto en cuestión de horas.

Entre las compañías que distribuyen ya impresoras en tres dimensiones a diversos clientes y diseñadores de productos se encuentra 3DSystems, una empresa californiana, creada en 1986, que hace unos años lanzaba al mercado su impresora ThermoJet. "La impresora ThermoJet concede a los diseñadores de CAD la libertad de imprimir y sostener en sus manos un modelo tridimensional de su propio diseño - asegura el director de negocios de la compañía, Clark Crawford -. No es 'realidad virtual', sino 'realidad física', y las aplicaciones y posibilidades que ofrece van más allá de nuestra imaginación". Sus clientes, entre los que se incluyen Ford Motors, Eastman Kodak, Logitech, Motorola, Mercedes Benz o Xerox, abalan estas afirmaciones.

El principal competidor de 3DSystems es Zcorp, una compañía cuya impresora Z406 alcanza una velocidad de proceso más elevada, de hasta 2 capas por minuto a todo color y 6 capas por minuto cuando la impresión es monocromática. Los expertos recomiendan que, si lo que se desea es una maquina que nos permita construir en un ambiente de oficina puro un modelo visual sencillo para decisiones de marketing la elección prioritaria sea la Thermojet. Por el contrario, si lo que el usuario requiere es un sistema más rápido, en un ambiente distinto a la oficina, con un nivel de acabado superficial mas poroso pero una pieza más estable y a todo color, la elección óptima sería una impresora Zcorp Z406, con un considerable aumento de precio. Para piezas de gran tamaño, Zcorp lanzaba, a finales del pasado año, su impresora Z810, que permite fabricar objetos de hasta medio metro de anchura y otro tanto de altura (500 x 600 x 400 mm) con diferentes opciones de acabado y posibilidad de incorporar colores diferentes a cada pieza durante el proceso de impresión. Utilizando estas o cualquiera de las decenas de impresoras 3D disponibles actualmente en el mercado, arquitectos, ingenieros, fabricantes y escultores de todo el mundo han empezado ya a sacar provecho e inventar nuevos usos para esta incipiente tecnología.


Fábricas a medida

Pero, como ya mencionábamos anteriormente, técnicas tan avanzadas como la Impresión en Tres Dimensiones van más allá del mero prototipado rápido: permiten construir directamente instrumentos, piezas y productos finales. Sus ventajas le han llevado a encabezar actualmente la carrera de los nuevos sistemas de fabricación rápida, que compiten por encontrar el camino más rentable hacia el ansiado sueño de crear objetos directamente a partir de un modelo digitalizado en el ordenador.

Los primeros sectores en implantarla con éxito han sido la industria del automóvil, las telecomunicaciones, la fabricación de componentes informáticos, la electrónica, etc. También la medicina ha encontrado en ella una herramienta útil, tanto para la creación de prototipos que permitan realizar ensayos sobre intervenciones quirúrgicas y microquirúrgicas, implantes y prótesis, como para el desarrollo de fármacos a medida. Muestra de ello es la compañía Therics Inc., que utiliza la impresión en tres dimensiones para 'imprimir' cantidades precisas de diversos tipos de fármacos sobre un sustrato biocompatible y soluble, diseñado para la administración del medicamento por vía sanguínea. Este nuevo sistema para el diseño de fármacos podría servir de base para el futuro desarrollo de terapias personalizadas, gracias a su enorme precisión y sus ilimitadas posibilidades.

Por su parte, el sector aeroespacial ha empezado a proyectar la posibilidad de llevar a bordo las "impresoras" de piezas de repuesto de las naves. Los profesionales del mobiliario y la decoración esperan encontrar en la nueva tecnología la posibilidad de crear modelos personalizados a gusto del cliente, que incluso podrá diseñarlos directamente a su gusto en el ordenador y llevarlos al comerciante para que convierta su "obra virtual" en realidad. En esta misma línea, los fabricantes de juguetes Toybuilders.com convierten a los usuarios en diseñadores a través de la Red con una idea: convertir cualquier juguete que usted pueda imaginar (y dibujar) en realidad.

Incluso hay ya quien, con esta tecnología, augura una nueva forma virtual de comprar en las futuras casas inteligentes: encargando por Internet el producto deseado y 'fabricándolo' directamente en una impresora de sobremesa en tres dimensiones. Que sea una práctica cotidiana parece solo cuestión de tiempo.

Autor: Elena Sanz | 2002