La impresión 3D ha revolucionado la industria de la fabricación, ya que ofrece beneficios tales como flexibilidad de diseño, piezas livianas y más fuertes; reducción en costo, en tiempo de producción y en el desperdicio de material. Como resultado, muchas compañías en innumerables industrias han agregado la tecnología de la impresión 3D a sus propias cadenas de suministro. Hoy se pueden hacer partes, electrodomésticos y herramientas en una amplia variedad de materiales directamente desde el hogar o desde el lugar de trabajo. Usando una computadora, simplemente se crea, modifica o se descarga un modelo digital 3D de un objeto. La impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, es una tecnología aditiva utilizada para hacer objetos sólidos en capas tridimensionales desde un archivo digital sin la necesidad de un molde o herramienta de corte. La impresión 3D encuentra su valor en la impresión de bajo volumen, artículos específicos para cada cliente, artículos con una complejidad mucho mayor de lo que es posible por los medios tradicionales. La incorporación de la tecnología de impresión 3D en nuevos mercados impulsen esta industria.
A medida que muchos ingenieros quedaban recluidos en sus casas por la pandemia, muchas empresas compraron impresoras 3D profesionales de sobremesa para que las usaran. También hubo una gran demanda de impresoras de consumo por parte de los aficionados, algunos de los cuales sólo buscaban encontrar un nuevo pasatiempo, o haciendo lo que podían para ayudar a luchar contra el virus en su comunidad local, aquí es donde el mercado de impresión 3D realmente brilló en 2020. De hecho, la mayoría de las empresas de impresión 3D se convirtieron en fabricantes de equipos médicos. Una vez más ha quedado claro que la impresión 3D se puede aprovechar fácil y rápidamente para imprimir lo que se necesita bajo demanda, sin los largos plazos de entrega y las complicadas cadenas de suministro asociadas con las técnicas de producción tradicionales.
Máscaras faciales FFP3
Piezas impresas en 3D para una máscara de ventilación manual o bolsa Ambu (BVM). Este diseño simplificado permite tener un dispositivo de rápida producción y montaje.
Las tendencias en la adopción de la tecnología de impresión han sido muy interesantes así como el sector médico también ha crecido en el sector aeroespacial e incluso automotriz, la aparición de diversos materiales nos acerca a la solución de este reto. Actualmente materiales como el PC, ABS, Nylon y poliamidas pueden ser inyectados o impresos en 3D. Sin embargo, materiales como el teflón, polipropileno u otros plásticos de uso convencional, debían ser sustituido por el material que más se asemejara a la funcionalidad de cada uno. En 2020, diversos materiales han sido introducidos a las diferentes plataformas de impresión 3D con la finalidad de otorgar los mismos materiales que se usan en otros métodos. Tal es el ejemplo del teflón, desarrollado por 3M o el Polipropileno de BASF para tecnologías de sinterizado de polvo. Diversos materiales se encuentran en la carrera del desarrollo y es muy posible que para 2021 veamos la aparición de materiales plásticos de mayor resistencia térmica o la continua aparición de materiales reforzados con fibra de carbono o partículas metálicas.
Pieza impresa en teflón (PTFE) de 3M. Crédito: 3M
Esta tecnología está transformando el panorama laboral, algo de lo que se pueden aprovechar profesionales como ingenieros, médicos, abogados, diseñadores o arquitectos. Negocios reales y profesiones inéditas están en la base de proyectos que van desde la fabricación de automóviles y edificios hasta la creación de ropa, comida o tejidos humanos gracias a la impresión 3D.
El informe The Future of Jobs, publicado por el WEF, asegura que estas revoluciones afectan a los mercados laborales, a la generación de nuevo empleo y a la necesidad de capacidades diferentes. En concreto, Jorge Pérez, CEO de Imprimalia3D en España, augura un futuro lleno de posibilidades principalmente para "ingenieros mecánicos, electrónicos, químicos y expertos en materiales para I+D+i, ya que la investigación en tecnologías y materiales para impresión 3D sigue creciendo a buen ritmo".
Muchas otras tecnologías, marcas, equipos y aplicaciones seguirán presentando grandes avances en el ecosistema mundial de impresión 3D, por lo que se espera un 2021 lleno de grandes noticias y sorpresas que de seguro estaremos hablando próximamente.
Silvia Leal, asesora de la Comisión Europea y directora académica en IE Business School, considera que la impresión en 3D "ofrece oportunidades emprendedoras que hasta hace muy poco hubieran sido impensables. Lo que más llama la atención es su capacidad para transformar muchos modelos de negocio tradicionales consolidados".
Las ventajas de la impresión en 3D:
- Versatilidad: una sola impresora 3D es capaz de imprimir cientos de diferentes modelos.
- Inmediatez: un modelo puede ser impreso en días o incluso horas.
- Flexibilidad: se pueden crear prototipos rápidamente y verificar que efectivamente funcionan. El proceso de creación es mucho más flexible.
- Personalización: el diseño en 3D no solo puede ser replicado, sino que al ser abierto puede ser modificado y utilizado para diferentes necesidades.
- Agilidad: piezas que antes se producían por separado ahora pueden ser impresas en un solo bloque, ahorrando tiempo, materia prima y dinero.
Adrián Sánchez, cofundador y socio de Lupeon, una compañía especializada en consultoría e impresión 3D, explica que "aunque la impresión 3D en el ámbito doméstico genera más expectativas, es en el sector industrial donde hay más potencial y mercado". Recuerda que "hasta ahora se ha trabajado en la creación de prototipos, pero lo que viene es la fabricación de piezas funcionales, que se colocan en un coche, en un avión o en una persona".
Para Marc Sachon, profesor de dirección de producción, tecnología y operaciones de IESE, esa es la dirección que debe tomar la formación: "Hay que educar a los ingenieros, diseñadores y técnicos de otra manera. Tienen que empezar con el diseño del producto, en lugar de plantearlo para la fabricación (concepto actual), ya que en el futuro se va a diseñar para optimizar la función del producto".
Según la consultora especializada en 3D Statista, el mercado de impresión en 3D, que incluye la propia impresión, servicios agregados y materiales, tendrá unas ventas superiores a los US$ 16,200 millones dentro de tres años, frente a los US$ 3,800 millones en el 2014. Y Gartner Research asegura que las ventas de maquinaria 3D, que suponen un factor de impulso, se incrementarán casi en un 30% en los próximos dos años.
Natural Robotics es uno de los fabricantes que se ha sumado al carro de la creación de impresoras asequibles. Su fundador, Héctor Esteller, señala que existe una gran oferta para uso doméstico de esta tecnología a un precio económico. Sin embargo, no sucede así en el mundo profesional.
Este año lanzarán una máquina low cost, que emplea polvo para imprimir, y que rondará los 10,000 euros. Se dirigirá a pymes de todos los sectores, ya que como han comprobado en los dos últimos años su aplicación puede ser infinita. Así lo demuestra la variedad de sus clientes que van desde arquitectos hasta restauradores de obras de arte.
La pujanza aeroespacial. El sector aeroespacial es uno de los principales impulsores de esta tecnología. Compañías como General Electric usan estas técnicas para multitud de componentes que emplea la NASA. También está el caso de Portal 3D, la primera impresora en órbita que trabaja ya en la Estación Espacial Internacional, y que resuelve los problemas de los astronautas que necesitan instrumentos para usar en el espacio. Ahora es posible imprimirlos y utilizarlos, ya que los planos ya están cargados en la máquina. Hablando de exploración espacial, Relativity Space, que ha desarrollado un cohete con motor totalmente impreso en 3D, también obtuvo 500 millones de dólares. Esta última ronda de financiación también muestra que las tecnologías de impresión 3D tienen futuro en la conquista del espacio.
En el Perú se inicia el desarrollo de Impresión 3D a nivel profesional a partir del 2009, comentó Delia Barriga, Ejecutiva del Fab Lab Perú, al 2019 ya se cuenta con un Centro en Huancayo implementado por la Universidad Continental en el año 2017 y otro en la ciudad de Trujillo por parte de la Universidad TECSUP en el 2019 con una inversión de más de S/. 1’000,000 de soles. Por lo expuesto podemos coincidir en que el desarrollo de la Impresión 3D en nuestro país viene en constante crecimiento, por la inversión en equipos de última generación, el interés de las universidades de seguir armando redes de conocimientos, la apertura de nuevos centros de experiencia y la aplicación industrial que vienen desarrollando empresas. El crecimiento a futuro es constante.
La exploración espacial podría cambiar para siempre gracias al uso de la impresión 3D, y la Estación Espacial Internacional ya ha realizado su primera prueba de una impresora 3D en gravedad “cero”, con resultados satisfactorios. Fuente: https://blogthinkbig.com/la-impresion-3d-llego-al-espacio
Por su parte, la Agencia Espacial Europea (ESA) colabora con 28 compañías industriales en el programa Amaze para fabricar piezas metálicas de gran tamaño sin generar residuos y en menos de 24 horas. Ha surgido un número creciente de aplicaciones en petróleo y gas. De hecho, en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, los investigadores están construyendo el primer reactor nuclear impreso en 3D. El laboratorio espera ponerlo en funcionamiento en 2023, lo que permitiría al sector nuclear producir sistemas energéticos más avanzados y sostenibles.
La industria nuclear se apoya cada vez más en la integración de la fabricación aditiva | Créditos: ORNL
Una de las consecuencias de todas estas aplicaciones el nacimiento de nuevas oportunidades profesionales. David Fernández, director y coordinador del curso de Técnico en impresión 3D de CCC, señala que el perfil del técnico encargado de la fabricación de piezas 3D es uno de los más demandados por empresas del sector. "El salario es equivalente al de un ingeniero aeronáutico (tener la titulación es un requisito): entre los 40,000 y 60,000 euros al año".
La nueva gastronomía. Silvia Leal también advierte un futuro prometedor de la impresión 3D en el mundo de la alimentación y la restauración. Recuerda que ya en el 2013 la NASA anunció su apoyo financiero a Systems and Materials Research Corporation, una empresa fabricante de impresoras de pizzas. En este caso el polvo es la materia prima para imprimir texturas y formas que han cautivado ya a chefs de alta cocina.
Automoción a otra velocidad. También el sector del automóvil se ve beneficiado por la tecnología 3D. En el 2014, la compañía estadounidense Local Motors imprimió el Strati, que fue el primer automóvil fabricado casi por completo por una impresora 3D. Aquí la gran novedad es que el Strati cuenta con 49 piezas, frente a las 5,000 o 6,000 de un vehículo convencional. El sector del transporte presenta grandes oportunidades de aplicación de las tecnologías de impresión 3D, desde la industria automotriz hasta sectores más exploratorios como las obras de infraestructura.
Por su parte, Volvo Trucks anunció el año pasado una reducción del 94% en los plazos de entrega gracias a la impresión en 3D. Pero no solo las grandes empresas triunfan en este sector. Es el caso de la start up española, Producto3D, que ofrece servicios de diseño, impresión y consultoría para compañías de diferentes sectores. Uno de los mayores logros lo han alcanzado al fabricar un colector de admisión, una pieza clave para los coches de Fórmula 1, con las condiciones necesarias para soportar las altas temperaturas.
El nuevo estilo de la moda. Uno de los pioneros en este sentido es Francis Bitonti, que ha colgado en Internet alguno de sus diseños en 3D. Quien tenga la paciencia para invertir 160 horas de impresión y 135 de montaje, podrá bajarse modelos exclusivos como el Bristle o el Verlan. Silvia Leal recuerda además el caso del japonés Zhang Hongyu, empeñado a cambiar los hábitos de viaje del mundo entero. Nadie necesitará equipaje si triunfan ideas como las suyas: es el autor de una colección de trajes de baño impresos.
Imprimir órganos y tejidos. Quizá en el terreno de la genética y la biomediciona sea donde se dan los casos más espectaculares. Algunos expertos hablan de la probabilidad de imprimir células humanas y órganos como el corazón o el hígado, algo que revolucionaría el mundo de los trasplantes. En febrero del 2013, la revista Science publicaba un estudio en el que ya se planteaba la posibilidad de imprimir células madre que podrían usarse en la creación de tejidos, para probar nuevos fármacos o reemplazar órganos humanos. La impresión de células en 3D puede ayudar al estudio de ciertas enfermedades y a desarrollar nuevas terapias. Una de las grandes esperanzas en este sentido se dan en la investigación contra el cáncer.
CONCLUSION
El 2020 fue un año lleno de adaptaciones en la industria, adaptaciones que nos han permitido ver el potencial de las tecnologías de fabricación aditiva. Se ha conseguido igualmente que a pesar de que haya sido un año con un revés económico para muchas industrias, fuera un año de oportunidades y democratización para las tecnologías 3D. Estas oportunidades se traducen en mayor adopción de la impresión 3D. Una de las zonas que podría tender a esta gran adopción en los próximos años son los países de América Latina, de acuerdo a varios expertos podrían superar más rápidamente la crisis y abrir una puerta a las tecnologías, aunque la impresión 3D se ha desarrollado en la región en los últimos años, la industria aditiva es todavía bastante joven en América Latina. México se posiciona como líder regional y en Brasil, que también es un motor regional de la tecnología, 49% de las empresas productivas pretenden invertir en impresión 3D de aquí a 2022. Otros países están empujando la impresión 3D, aunque en una menor medida, Si bien Estados Unidos, Europa Occidental y Asia-Pacífico dominan ampliamente el mercado de la manufactura aditiva hoy en día, el IDC estima que el mercado en América Latina tendrá un crecimiento sostenido en los próximos años.
Asimismo recalcamos la importancia de las formaciones en el manejo de la tecnología de impresión 3D. En el Perú solo algunos colegios cuentan con una impresora 3D, y son los estudiantes los que más rápido aprenden y adoptan la tecnología, pero los docentes aún les cuesta incorporarla como una herramienta más en el aula. Las oportunidades que se abren en el futuro con la tecnología de impresión 3D son enormes.
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