Imprimir el mundo
IMPRESIÓN 3D
Reproducir a tamaño natural y con todo detalle órganos como un corazón, de momento para simulaciones y estudios médicos, pero pensando en poder hacer un día trasplantes de órganos;
En noviembre del 2012, Chris Anderson sorprendió a la comunidad tecnológica cuando anunció que abandonaba su trabajo como redactor jefe de la revista 'Wired' para centrarse en su empresa de fabricación de drones 3DRobotics. 'Wired' es la publicación sobre tecnología más influyente del mundo, y Anderson es un gurú de internet. Conocido por su artículo "The Long Tail" (la larga cola), escrito en el 2004 y convertido después en un libro de referencia sobre el desarrollo de negocios en internet ('The Long Tail: Why the Future of Business is Selling Less of More'), este físico, periodista y emprendedor está considerado un visionario de la economía digital. Su argumento para dejar un cargo editorial de enorme importancia fue tajante: "La impresión 3D será algo más grande que la web", aseguró. Poco después, plasmaba esta idea en un libro ('Makers: The New Industrial Revolution'), en el que defiende que estamos en la antesala de un cambio en los modelos de creación, producción y distribución de productos comparable a la revolución industrial.
Las impresoras 3D existen desde mediados de los años ochenta, pero hasta hace apenas un lustro sólo las grandes compañías de sectores punteros podían acceder a esta tecnología. La distribución de este tipo de máquinas estaba en manos de unos pocos fabricantes, que inventaron y patentaron diversas tecnologías de impresión 3D y explotaron sus posibilidades en el campo del diseño industrial. Empresas como las estadounidenses 3D Systems y Stratasys fabrican desde hace tres décadas impresoras capaces de producir prototipos y moldes de una gama de materiales bastante amplia: desde polímeros como el nailon hasta metales como el titanio.
A causa de la falta de competencia, el precio de estas impresoras 3D resultaba prácticamente inalcanzable. Sólo las grandes multinacionales de industrias como la aeronáutica o los centros de investigación científica y médica más avanzados podían pagarlas. Las demás industrias interesadas en la investigación y el desarrollo en ese campo debían conformarse con diseñar sus prototipos en 3D y enviarlos a las compañías fabricantes para que los imprimiesen y así poder evaluar la eficacia de lo proyectado.
El uso de las impresoras 3D es ya una realidad en múltiples ámbitos, más allá de la fabricación de piezas ligeras para aviones comerciales y de combate o de elementos de la carrocería de los coches. En el sector sanitario, las aplicaciones son inmensas: se imprimen implantes dentales y craneales, prótesis (incluso brazos y piernas biónicas sensibles al tacto), injertos óseos para curar articulaciones fracturadas, moldes de canales auditivos que se convierten en audífonos; y se experimenta con la impresión de tejidos vivos (que actúan como sustitutivos temporales de cartílagos como la tráquea y los bronquios) y órganos humanos (a partir de células madre embrionarias).
La NASA estudia enviar a la Estación Espacial Internacional una impresora 3D junto con alimentos ricos en proteínas envasados al vacío para que los astronautas se impriman su comida. Bistecs, por ejemplo. Las marcas comerciales ya están probando con deportistas de elite productos adaptados a las necesidades de cada atleta. En la Super Bowl, Nike estrenó unas zapatillas cuyos tacos de nailon, creados con una impresora 3D, mejoran la tracción de los jugadores en el momento de iniciar la carrera.Pronto se verán empuñaduras adaptadas a los movimientos y al modo de coger la raqueta de los tenistas, con el fin de evitar lesiones como la llaga que mermó el juego de Rafael Nadal en el Open de Australia.
En cualquier actividad, las posibilidades son infinitas: coches personalizados de Scalextric; carcasas para móviles; copias de superhéroes de cómic o incluso de uno mismo; piezas para reparaciones en el hogar, como recambios de electrodomésticos; moldes y prototipos para uso profesional o como entretenimiento que pueden ser de joyería, moda, arte... Y eso, sin contar excentricidades, como la pistola Liberator o la impresión de un feto, que ofrece una empresa como 3D Babies (por 460 euros).
El punto de inflexión que explica el auge que ha experimentado la impresión 3D en los últimos años son las investigaciones del profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Bath (Reino Unido) Adrian Bowyer. Él impulsó, en el 2005, el proyecto RepRap, cuya finalidad era diseñar una impresora 3D de bajo coste capaz de autorreplicarse. La gran contribución de esta iniciativa radica en que Bowyer creó este proyecto bajo los principios del open source, lo que le llevó a compartir y divulgar en internet todos sus avances. Pronto se conformó una amplia comunidad de aficionados y profesionales que ayudaron a desarrollar la máquina y a experimentar con técnicas y materiales de impresión tridimensional.
A la conquista del hogar.
La liberación, en el 2009, de las patentes de la tecnología de impresión 3D conocida como FDM (modelado por deposición fundida) marca el inicio del uso doméstico. La compañía Stratasys –cuyo fundador inventó y patentó la tecnología FDM– empezó a tener competencia. La aparición de empresas creadas al amparo del proyecto RepRap, como Makerbot, provocó que los precios de las impresoras 3D capaces de crear prototipos de plástico fundido cayeran en picado. Máquinas que hasta entonces costaban decenas de miles de euros se empezaron a comercializar por menos de 1.000, lo que las hizo accesibles a profesionales y pequeñas empresas de perfil técnico o artístico: ingenieros, estudios de diseño y arquitectura, artesanos, inventores, aficionados al modelado y, en general, a cualquiera con conocimientos y creatividad para diseñar productos de toda índole.
La mayoría de estos modelos usa como materiales de impresión filamentos de ABS (con el que se hacen las piezas de Lego, carcasas de electrodomésticos o componentes de automóvil, por ejemplo) o PLA (un plástico biodegradable, pero menos manipulable y no reciclable y, por ello, menos usado que el ABS). Las bobinas de este plástico son el equivalente a los cartuchos de tinta, tóner, etcétera, de las impresoras y actualmente cuestan unos 30 euros.
Hoy en día, las impresoras 3D empiezan a asomar en los catálogos de los principales centros comerciales de todo el mundo, incluida España. Aquí, un puñado de emprendedores se han convertido en los impulsores de esta nueva industria. Algunos son distribuidores de las impresoras 3D fabricadas en otros países. Es el caso de Marc Torras, que en abril del 2013 creó la empresa EntresD para comercializar en España y Portugal la Up Mini y la Up! Plus, fabricadas por la empresa china PP3DP. Torras detectó la oportunidad de mercado al visitar una feria de moldes en Frankfurt. Al mes siguiente viajó a Pekín y llegó a un acuerdo con PP3DP (que en EE.UU. comercializa sus impresoras bajo la marca Affinia). Presentó sus dos primeros modelos en el Salón del Cómic de Barcelona y ahora se venden en Fnac, El Corte Inglés y webs como Redcoon.es.
Otra compañía que busca un hueco en este mercado es bq, empresa de diseño, fabricación y distribución de dispositivos tecnológicos con sede en Las Rozas (Madrid). Distribuye la Replicator 2 de Makerbot y ha sacado a la venta su primera impresora 3D, Witbox, fabricada en Navarra. "Nuestra estrategia es introducirnos en mercados aún incipientes, pero a punto de eclosionar. Hasta ahora no había en este sector una empresa con fábrica propia que diese soporte técnico. Es nuestra apuesta", indica Juan González, director de proyectos de impresión 3D en bq.
Algunas empresas e instituciones han ido un paso más allá. En su visión, la actividad comercial no es el único fin, sino un medio para impulsar un ecosistema de fabricación personal. La compañía que mejor refleja esta filosofía es la guipuzcoana Tumaker, creadora de la impresora Voladora y de un escáner 3D de alta resolución y bajo coste que aún no se comercializa.
Jon Bengoetxea, director general de la empresa, es un firme defensor del movimiento DIY –por las siglas en inglés de 'do it yourself', o sea, "hazlo tú mismo"–. "Lo verdaderamente importante no es la impresora, es lo que haces con ella –dice–. Visualizamos la impresora como parte de un proceso cuya finalidad es fomentar la creatividad y la innovación. Las fabricamos y distribuimos a colegios, empresas o centros tecnológicos y les ayudamos a crear espacios de fabricación digital de bajo coste. Todo está enfocado a disfrutar del proceso de construcción y aprendizaje".
Por esta senda camina desde hace varios años la Fundación CIM de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC). Desde sus instalaciones, en la Facultad de Matemáticas en Barcelona, esta entidad impulsa la transferencia de conocimientos de ingeniería y gestión de la tecnología, con hincapié en los proyectos de I+D sobre impresión 3D. Es uno de los pocos centros españoles que posee desde 1997 impresoras 3D de uso industrial, capaces de trabajar con procesos de fabricación Rapid Prototyping (prototipado rápido), lo que le ha servido para ayudar a empresas (de automoción, 'packaging', electrodomésticos...) a diseñar y desarrollar sus productos.
El director de operaciones de la Fundación CIM ,Roger Uceda, es además el alma máter del proyecto RepRapBCN, mediante el cual se ha creado una impresora 3D capaz de producir la mayor parte de sus piezas, a la manera de la máquina original de Adrian Bowyer. El año pasado se vendieron 400 unidades de la RepRap BCN3D+ entre centros tecnológicos, particulares y empresas como Telefónica o Danone. La mayoría se entregan ensambladas, pero también se distribuyen a un precio menor por kits para los compradores que prefieren montarlas.
De la revolución social a la transformación industrial.
Que todo el conocimiento para fabricar impresoras 3D sea de dominio público ha contribuido a encender la imaginación de muchas personas, quienes han desarrollado sus propios dispositivos y proyectos. Sustituyendo las bobinas de plástico, que funcionan por extrusión (se funde el material y se empuja para que se vaya solidificando una vez depositado) por un cabezal que funcione mediante inyección, se pueden construir impresoras que fabriquen alimentos, por ejemplo. Ya se hacen experimentos para crear monas de Pascua y otras figuras de chocolate.
Existen muchas herramientas y recursos on line que facilitan el diseño de elementos tridimensionales. En webs como Thingiverse se comparten, bajo licencias libres de uso, diseños y modelos de productos. El crecimiento exponencial de esta comunidad ofrece una idea de la eclosión que experimenta la impresión 3D: en el 2010 apenas se compartían 5.000 diseños en Thingiverse; en el 2013, la cifra de creaciones superaba los 200.000 modelos.
Los programas informáticos de diseño en 3D son cada vez más fáciles de usar. Aplicaciones como SketchUp (creada por Google) o Tinkercad (adquirida el año pasado por Autodesk, empresa creadora del programa de diseño técnico en 2D y 3D AutoCAD) permiten que la transición entre la idea, el diseño tridimensional y la impresión del producto sea cuestión de minutos.
Para profesionales de la ingeniería o la arquitectura la impresión 3D cambia los tiempos y el gasto que supone el paso de un prototipo a una pieza real: antes era caro y conllevaba mucho tiempo; ahora es rápido y económico.
La facilidad para crear diseños en 3D con estos programas –aun más, la posibilidad de descargarlos de sitios como Thingiverse–, junto con el abaratamiento de las impresoras de tecnología FDM (la impresión por deposición de capas de plástico fundido), son los dos elementos que conforman el cambio de paradigma que se da alrededor de la impresión 3D.
En poco tiempo, las personas mañosas y espabiladas no tendrán que comprar algunos productos, aprenderán a producirlos. "La verdadera revolución no será sólo tecnológica, será social –opina Bengoetxea–. Esta tecnología nos da la oportunidad de tener autonomía y libertad a la hora de crear cosas físicas. La brecha que ha existido entre el inventor y el fabricante se diluye y esto es algo desconocido hasta ahora. Los creativos, los inventores, pueden proyectar sus ideas y productos sin depender de nadie".
Está por ver si la impresión 3D se convertirá en una tecnología disruptiva, pero no cabe duda que afectará, en mayor o menor medida, al modelo de distribución de productos y servicios. Aun así, se antoja complicado imaginar una masificación de esta tecnología, y tampoco se presume que el común de los consumidores se descargue de internet e imprima objetos de bajo coste y presencia cotidiana en nuestras vidas. Si se desengancha el tope de una puerta en casa, seguiremos yendo a comprar uno a la tienda. Pero, ¿y si un electrodoméstico deja de funcionar por una pieza estropeada que ya no se distribuye pero cuyo diseño se halla en internet?; ¿y si se pudiese fabricar en casa componentes de los vehículos como la correa de distribución o los manguitos, cuya mera mención por el mecánico crea pánico entre los conductores por el coste de la reparación? .
"Las perspectivas de futuro son enormes –augura Juan González–. Cuando la gente pueda fabricar cualquier objeto en su casa o lugar de trabajo a un coste muy bajo, los hábitos de vida y consumo no volverán a ser los mismos. Las impresoras 3D van a transformar nuestra forma de pensar y consumir. Mi hija de cuatro años ya no me pide que le compre accesorios para sus muñecas; me pide que se los imprima. Y es ahí donde reside la verdadera revolución, en ese cambio de mentalidad".
2014, Año CLAVE.
A los numerosos entusiastas que pregonan que la impresión 3D revolucionará los procesos productivos de muchas industrias se han añadido algunos indicadores a tener en consideración. La consultora de investigación Gartner preveía en un informe de septiembre del 2013 un aumento de ventas de impresoras 3D domésticas del 73% en el 2014 y del 100% (respecto al año anterior) en el 2015. Pero incluso los interesados en esta eclosión ponen en duda estos datos: "Las predicciones siempre fallan, porque el catalizador del cambio es imprevisible", dice González.
Las cifras de referencia en este sector son las que ofrece la firma consultora Wohlers Report. Su informe sobre el año 2012 muestra que si bien las ventas de impresoras 3D crecen, el mercado a nivel doméstico aún está en pañales: de menos de 6.000 unidades que se vendieron en todo el mundo en el 2010 se pasó a 35.000 en el 2012.
El catalizador de la expansión de este mercado podría ser la liberación de las patentes que afectan a la tecnología SLS (sinterizado selectivo por láser), que caducaron este febrero del 2014. Cabe prever que, tal como ocurrió en el 2009 tras el vencimiento de las patentes FDM, se estimule la competencia y bajen los precios de una nueva generación de impresoras 3D, capaces de trabajar con una mayor variedad de materiales y de imprimir objetos con mayor resolución y más rápidamente que los que se obtienen mediante la deposición de capas de plástico fundido.
Este nuevo escenario supondrá que, a medio plazo, se pueda adquirir impresoras más avanzadas y funcionales por menos de 1.000 euros, lo que sin duda atraerá la atención de muchos ámbitos profesionales: los traumatólogos podrán fabricar prótesis para ensayar sus intervenciones, los ingenieros ya no dependerán de intermediarios para imprimir sus prototipos y los artistas podrán fabricar moldes en su taller.
En este contexto se debe situar la mención de Barack Obama en el discurso sobre el estado de la Unión del 2013: "La impresión 3D tiene el potencial de revolucionar la manera en que hacemos casi todo", dijo el presidente, que ha impulsado un plan que prevé introducir una impresora 3D en cada aula de Estados Unidos. Para Obama, y para cada vez más gente, el futuro pasa por la fomentar la creatividad. Un modelo educativo, social y económico con un largo camino por recorrer, pero que es necesario incentivar porque, entre otras cosas, la creatividad no se puede deslocalizar.
(La edición en papel incluye un completo infográfico de Alan Jurgens que explica cómo funciona una impresora 3D)