14 abril 2021

El futuro de la impresión 3D
(aunque a mí me gusta más hablar de Fabricación Aditiva)

pOR ANTONIO SÁNCHEZ, CEO Y FUNDADOR DE ASORCAD

El futuro de la impresión 3D (aunque a mí me gusta más hablar de Fabricación Aditiva)

Bueno, en realidad hablar del futuro de la impresión 3D es hablar de su estado actual y aventurar hacia donde creo que va la tendencia, claro está, en base a mi experiencia en las tecnologías 3D, que empecé a implantar en las empresas a partir de 1990. Pero no deja de ser una opinión:

 

En primer lugar, hay que tener en cuenta las tecnologías actuales, hablo de las más extendidas, dado que hay algunas tecnologías menos conocidas donde se están dando pasos muy firmes como las relacionadas con la biotecnología y la impresión 3D de células.

Por eso voy a ceñirme al sector industrial, que es el que mejor conozco.

 

La gran estrella de esta tecnología es la FDM o llamada FFF cuando la tecnología no es de Stratasys o de MakerBot. Esta es la tecnología de impresión 3D con filamento, que ha experimentado una gran expansión en estos últimos años y que ha hecho popular el concepto de “yo me lo guiso, yo me lo como” y que habitualmente llamamos “mundo makers”. Esta tecnología, hoy dispone de materiales técnicos de altas prestaciones, que permiten producir piezas funcionales, a veces incluso con mejor resultado que la fabricación tradicional. Claro está, cuanto más técnico es el material, menos asequible resulta y más capacidades debe tener la impresora para trabajar con ellos. Hay que tener en cuenta que algunos materiales deben ser usados con extrusores que sean capaces de alcanzar los 500º centígrados.

 

Las impresoras de resina, con una gran calidad superficial, inicialmente pensadas para el sector de la joyería, también han incrementado su presencia en otros sectores al reducir costes de adquisición y han aumentado sus aplicaciones. Aquí también aparecen materiales con características mecánicas muy buenas. Especial mención a la joya de la corona de Stratasys con la tecnología Polyjet que con la J750 Digital Anatomy, permite no solo imprimir en color en material transparente, sino que además, confiere a las piezas propiedades de tacto, dureza y elasticidad equiparables a texturas orgánicas.

 

Escaneado 3D de una moto para su posterior impresión a escala en 3D

En estos últimos años el sinterizado de poliamida, gracias a un proceso desarrollado por HP para ganar velocidad de impresión denominado MultiJet fusión, ha obtenido un incremento muy fuerte en el mercado. Aquí ya estamos hablando de fabricación aditiva, por su capacidad de fabricación rápida con cualidades de resistencia, que consigue piezas finales de alta calidad.

 

Y por último mencionar que cada vez más se habla de la fabricación aditiva en metal, porque ya es más fácil encontrar empresas que ofrecen servicio de impresión 3d en metal, aunque todavía el coste de las máquinas es prohibitivo para particulares, si se consigue optimizar los diseños, son una opción muy interesante.

 

Las impresoras 3D de escritorio MakerBot permiten imprimir filamento con partículas de acero inoxidable que, con un procesado posterior de sinterizado, permite disponer de piezas metálicas impresas con una inversión en la máquina de menos de 8.000€.

 

La limitación de acceso a esta tecnología sería el proceso de sinterizado, que de momento se ha de realizar con la ayuda de una empresa con capacidad para hacer este trabajo.

¿Para qué y dónde se están empleando estas impresiones y hacia dónde evolucionarán?

 

Para construcción rápida de prototipos, modelos para moldes, piezas de repuesto, utillajes, modelos de ensayo, etc.

 

Hoy ya hablamos de fabricación aditiva, porque máquinas como las de HP ya permiten lanzar producciones de tiradas pequeñas. Si la producción es menor de 60.000 piezas ya no se necesita realizar moldes, con el ahorro de costes que ello supone, con el atractivo añadido de que cada modelo puede ser personalizado. Las impresoras 3D de metal ya están en los centros de producción. Las colmenas de impresoras 3D de filamento ya están operativas para producir grandes cantidades de piezas.

 

Las empresas de automoción ya han incorporado la fabricación aditiva en metal para sus modelos de alta gama, para fabricar piezas complejas. El sector dental ya tiene máquinas de modelos en resina o metálicos para sus implantes. El sector médico ya produce implantes de titanio personalizados y biocompatibles. El sector industrial en general ya está adaptando producciones cortas personalizadas. Ya hay empresas que suministran gafas personalizadas adaptadas a la cara del usuario. El sector del calzado ya produce modelos personalizados fabricando las suelas con impresoras 3D. El presente avanza hacia un futuro de personalizaciones, donde poder diferenciar tu producto respecto a demás productos del mercado.

 

Lo que marca la diferencia de una fabricación aditiva exitosa, es la optimización del diseño de la pieza a imprimir. Se debe diseñar pensando en qué tecnología y qué material vas a usar, conseguir que las piezas sean menos pesadas, con geometrías factibles de fabricar, con la resistencia adecuada, reduciendo la cantidad de material necesario al máximo, o simplificando un conjunto de piezas al realizar una pieza más compleja, pensando en ahorrar costes de montaje, soldadura etc. Es aquí donde se obtiene rentabilidad con respecto a la fabricación tradicional.

 

Modelo en 3D obtenido a partir del escaneado 3D de la moto

Las maquinas de FDM, ya están evolucionando a centros de producción con la construcción de células de fabricación independientes, ubicadas al lado del usuario final o en cada departamento de la fábrica y controladas desde la nube.

 

En el sector naval, tanto civil como militar, están incorporando los escáneres 3D y las impresoras 3D para poder trabajar y fabricar in situ (3dscan to 3dprint), realizando la toma de medidas con el escáner 3D, rediseñando haciendo ingeniería inversa e imprimiendo la pieza, el utillaje o el recambio, sin tener que depender de que les envíen la pieza reparada desde la central.

 

Ya se están anunciando construcciones de edificios a través de impresión 3D, que no es más que una hormigonera en un puente grúa, con un control numérico, depositando el material capa a capa como una gigante impresora 3D.

 

Si a un robot le añadimos un cabezal de soldadura, ¿tenemos una impresora 3D de metal? Por qué no. También es fabricación aditiva.

 

Las fresadoras con cabezales intercambiables y de 5 ejes, cuando uno de los cabezales es una máquina de soldar, también están evolucionando: Al acabar de soldar, se cambia el cabezal y mecaniza la zona soldada, permitiendo un acabado superficial y precisión de fresadora a una pieza creada por fabricación aditiva.

 

Modelo a escala impreso en 3D obtenido a partir del escaneado 3D

En un futuro próximo se montarán células de fabricación independientes. Imaginemos un contenedor de un camión, que dentro tiene montada una pequeña fábrica, con un escáner 3D, un software de ingeniería inversa y una impresora 3D para ser autónoma allí donde se ubique. Esto ya es posible. Se pueden desplazar al mismo centro del campamento o área de trabajo, se proporciona corriente eléctrica con  placas solares y ya se tiene un centro de producción en pleno desierto.

 

Siempre he creído que no todos tendremos una impresora 3D en casa, porque para imprimir en 3D, hace falta disponer de un fichero 3D, y en casa no todos disponemos de softwares de diseño 3D. Esta es una de las aplicaciones del escaneado 3D (además de la metrología y la ingeniería inversa): conseguir el 3D de la pieza de recambio o personalización que lo que quieras fabricar.

 

Pero sí opino que dispondremos de proveedores de piezas impresas en 3D cercanos que nos suministraran las piezas que encarguemos por internet o las que diseñemos nosotros mismos. De hecho, ahora ya puedes encargar estos diseños para que te envíen la pieza fabricada a tu casa.

 

La fabricación aditiva ha venido para quedarse, pero no eliminará las tecnologías tradicionales, simplemente será una tecnología más. El futuro será híbrido, capaz de combinar lo mejor de cada tecnología para obtener productos personalizados, en menos tiempo, y mejores.

 

Hay que implantar la tecnología en las escuelas. Los nativos digitales, han de tenerlas integradas como algo normal, sin ese halo de ciencia ficción.

 

Siempre me ha gustado hablar de la película Blade Runner del director Ridley Scott, que cambió para siempre el concepto de un futuro imaginario todo blanco e impoluto. Creo que es una visión más real, donde se mezcla lo más futurista con lo que se ha mantenido en el tiempo. Eso creo que es lo que iremos asumiendo, la mezcla de la tecnología tradicional con las nuevas tecnologías de fabricación aditiva en un equilibrio más o menos eficaz.

 

Pero lo más importante es seguir cuestionándote si lo que haces ahora se puede mejorar. Es el único camino para una evolución continua.

 

Antonio Sánchez González

CEO de AsorCAD Engineering