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Reportajes y análisis

Impresoras 3D: La democratización de la manufactura

[22/07/2013] Hace un par de meses una empresa hizo noticia porque había podido disparar una pistola cuyas partes habían sido creadas por una impresora 3D. Las señales de alerta también se dispararon, porque ello implicaba un resquicio más por donde se podían burlar los controles sobre las armas.
La noticia, aunque negativa, volvió a llamar la atención sobre una naciente industria, la de las impresoras 3D, que ya había hecho noticia antes por generar otros productos. Así, por ejemplo, gracias a una impresora 3D se logró crear una férula para que un recién nacido con problemas respiratorios pudiera seguir viviendo; aunque también se han dedicado muchas líneas a cómo estas máquinas pueden crear objetos más lúdicos, como una miniatura de uno mismo, por señalar uno de estos objetos.
Las impresoras 3D ya se encuentran avanzando hacia el pico de su popularidad, e incluso ya es posible adquirir algunas de estas máquinas de forma casera. Todos estos avances han ocasionado que se comience a vislumbrar el potencial de este mercado; incluso desde el año pasado la consultora Wohlers Associates predijo que el mercado de impresión 3D podría alcanzar los 3,1 mil millones de dólares para el 2016. Una cifra nada desdeñable.
Pero ¿qué podemos hacer con la impresión 3D?
Lo que se ha logrado
Son muchos los ejemplos que ha surgido recientemente, pero quizás el que más impacto mediático tuvo fue la construcción de un arma que podía realmente disparar; y, de hecho, Avi Reichental, presidente y CEO de 3D Systems, afirmó recientemente durante la conferencia Inside 3D Printing, que este hecho le había hecho un servicio a la industria. Pero primero veamos lo que significó la pistola impresa en 3D.
En junio, Cody Wilson, fundador de Defense Distributed, subió a YouTube un video en el que mostraba un arma fabricada mediante una impresora 3D. La pistola se llama Liberator y no tiene la apariencia convencional de un arma verdadera, por el contrario es blanca y muestra superficies cuadradas por lo que su apariencia no es nada atemorizante, hasta que se escucha el disparo.
El arma se encuentra compuesta casi enteramente de material de plástico confeccionado por una impresora 3D, y consta de un total de 16 componentes. Quince de estos elementos son plásticos fabricados con la impresora Stratasys Dimension SST mientras que el elemento restante fue el percutor, un clavo que se puede encontrar en cualquier ferretería.
Lo interesante del experimento de Wilson es que su arma si funcionó; es decir, pudo disparar una bala verdadera, con lo cual demostró su total funcionalidad. Pero además abrió las puertas a toda una controversia pues sus planos, es decir, el archivo que se carga en la impresora para imprimir los componentes, fueron subidos a Internet para que cualquier que lo quisiera los pudiera descargar.
Por supuesto, al poco tiempo las autoridades bloquearon estos archivos, aunque ya miles de copias de los planos habían sido descargadas.
Reichental sostiene que, visto desde el punto de vista de la manufactura, este es un hecho trascendente pues no es novedad que se pudiera hacer un arma de manera casera -los armeros pueden hacerlo en la actualidad- sino que cualquiera puede ahora hacerla, si tiene acceso a los archivos.
En general, cualquiera puede fabricar componentes que antes solo eran dominio de unos pocos o de las empresas industriales. En términos del ejecutivo es la democratización de la manufactura. Algo que, por supuesto, se puede enfocar en propósitos más altruistas. Como lo es el caso siguiente.
Hace unos 18 meses Kaiba Gionfriddo nació con problemas. Sus vías respiratorias colapsaban ocasionando que su corazón se detuviera. Los doctores señalaron que la mejor opción que tenía era que se le colocara una férula que le ayudara a respirar.
El tubo, sin embargo, debía acomodarse exactamente a la anatomía del pequeño bebé, por lo que se tendría que esperar a que los fabricantes de estos dispositivos pudieran hacer una a la medida del pequeño. El inconveniente era que no había tiempo que esperar.
Con los permisos adecuados, los doctores decidieron fabricar este elemento con una impresora 3D. La operación se realizó en febrero del año pasado y fue un éxito.
Este caso muestra que el escaneado en alta resolución, el diseño asistido por computadora y las impresiones tridimensionales con biomateriales pueden facilitar la creación de dispositivos implantables para condiciones que son anatómicamente específicas para un paciente dado, indicó el New England Journal of Medicine, publicación especializada que cubrió el tema.
Y esto nos presenta otra de las ventajas que ofrece la impresión 3D, ya no solo se trata de democratizar la manufactura, sino de tener una manufactura personalizada.
Al igual que con el caso de Kaiba, otras personas alrededor del mundo se han beneficiado de dispositivos personalizados que los han ayudado con algún problema que requería de un dispositivo especial.
Más allá de poder crear a escala una pequeña casa o una figura cualquiera, la impresión 3D está descubriendo un mundo de posibilidades de personalización.
¿También para el consumidor?
Es evidente que el mercado de impresoras 3D se encuentra en un pico de expectativas infladas en el mercado de consumo, como señala Peter Basiliere, director de investigación de Gartner.
Y esto se debe, obviamente, a los diversos usos que se han dado a estos dispositivos y a la cobertura que se ha realizado de ellos. Sin duda, un dispositivo que pueda fabricar un arma de manera casera llama la atención del público aunque éste se concentra más en el resultado, que en ponderar lo que se requiere para llegar a él.
Efectivamente, como también señala el investigador de Gartner, aunque los precios están cayendo -se estima que las impresoras 3D de clase empresarial se encontrarán por debajo de los dos mil dólares para el 2016- no se pueden comparar con los precios que se tienen en la actualidad para una impresora 2D para casa.
Uno puede ir a Staples [retail de artículos de oficina] y comprar una impresora 2D por alrededor de 100 dólares. En estos momentos, la única forma de conseguir una impresora 3D por unos cuantos cientos de dólares es si uno consigue un kit y la construye por sí mismo. Y ese no es el modelo de consumo que creo que todos tienen en mente, sostuvo el investigador.
Por supuesto, se debe tomar en consideración que el resultado es una impresora 3D de nivel casero, no empresarial, por lo que sus resultados pueden ser diferentes a los que uno ve en los muchos casos de éxito que en la actualidad se propalan en los medios.
Pero además, el precio no es el único inconveniente. También se debe de tomar en consideración las habilidades necesarias para realizar una impresión 3D.
De hecho, los usuarios deberán conocer el software CAD o de diseño en 3D, si desean diseñar un elemento para una de estas impresoras. E incluso si el usuario supiera como utilizar uno de estos productos de software, los pequeños detalles que implica una impresión en 3D no son fáciles de dominar.
Una vez que se tiene todo esto, uno aún tiene que realizar la impresión, y dependiendo de las habilidades del consumidor, podría tratarse de un proceso muy difícil de prueba y error hasta que la impresora produzca la parte que se desea, indica el investigador.
Quiero una
Si a pesar de estas consideraciones el usuario desea una impresora 3D, existen opciones que pueden hacer accesible uno de estos dispositivos.
Muchos productores despachan sus impresoras 3D como una caja llena de partes que uno puede ensamblar. Aunque, por supuesto, ahora las cosas son más sencillas que antes.
En los inicios de la historia de la impresión 3D, las impresoras tenían que construirse a partir de complejos kits que implicaban soldar una tarjeta de circuito impreso. En la actualidad, los kits tienden a ser más simplificados, contienen menos piezas y no requieren de soldado, hacer agujeros o cortes, y utilizan un solo tipo de tornillo para unir las partes.
Entonces, si uno no es del tipo de persona que está dispuesta a lidiar con este tipo de tareas se puede optar por un modelo preensamblado. La Afinia H-Series (1.599 dólares), la Solidoodle 2 (499 dólares) y la Solidoodle 3 (799 dólares) se encuentran diseñadas para comenzar a imprimir nada más al sacarlas de la caja.
Otros fabricantes como Printrbot, permiten que uno elija entre pagar un precio menor por una impresora no ensamblada o pagar un extra para que la propia empresa la ensamble. Estas impresoras tienen un precio que va de los 399 dólares a los 999 dólares, mientras que el pago por el ensamblaje va de los 100 a los 200 dólares, dependiendo de la complejidad de la impresora.
¿Cómo funciona?
La mayoría de las impresoras 3D funcionan de la misma forma: toman un material sólido -generalmente algún tipo de filamento plástico- y lo llevan a un núcleo caliente, el cual funde y luego insufla este material a través de un pequeño agujero en la boquilla de impresión. El cabezal de la impresora es una especie de pistola de goma o silicona caliente de muy alta precisión, aunque el plástico fundido que sale de ella es mucho más ligero. De esta manera, la impresora puede superponer capas muy ligeras de plástico para crear la figura deseada.
Cuando se topa con un espacio vacío -no hay nada debajo de la capa-, como cuando se quiere imprimir un arco, la impresora crea una estructura de soporte que se retira una vez que la impresión ha concluido.
Las impresoras más avanzadas disparan un rayo láser hacia una bandeja llena con resina líquida en la parte inferior del dispositivo, con ello se consigue solidificar una delgada capa con la forma de la figura deseada. Una plataforma jala luego lentamente la impresión hacia arriba a medida que las capas de resina se solidifican. Con ello, el objeto que está siendo impreso parece como si emergiera de la bandeja de resina.
Las impresoras de resina utilizan el mismo método de capas para formar los objetos que usan las impresoras 3D simples, pero pueden crear capas mucho más delgadas, lo que a su vez permite que las impresiones tengan mucho mayor detalle. Con capas muy delgadas también se pueden crear modelos mucho más complejos, y requieren de poco o ningún soporte material.
Preparándose
Con todos estos indicios es de suponer que muchas organizaciones, del lado de los proveedores, se están preparando para esta nueva tendencia. Y de hecho ya tenemos pistas de una de las más representativas: Microsoft.
La empresa de Bill Gates ha señalado recientemente que Windows 8.1 tendría en cuenta a las impresoras 3D. Específicamente, en junio pasado la firma indicó que este sistema operativo ofrecería soporte plug and play, capacidad para leer diferentes formatos de archivos y soporte para aplicaciones de terceros que manejen las impresoras.
¿Por qué lo hace? Jesse McGatha, senior program manager de la firma, contesto que, aunque la tecnología aún se encuentra en sus inicios, aproximadamente el 70% de los fabricantes e investigadores que trabajan con estas máquinas lo hacen desde una computadora con Windows.
De hecho, durante la conferencia Inside 3D Printing de Chicago de hace un par de semanas, el ejecutivo realizó una demo de una aplicación para Windows que ofreció un vistazo de cómo Microsoft se acomodaría a las necesidades de los usuarios.
La aplicación era bastante intuitiva y hacía que el proceso de impresión 3D se viera muy similar al proceso de imprimir en Word. El usuario puede enviar un archivo a una impresora sin abandonar la aplicación, puede seleccionar la impresora dónde imprimir, y ofrecer una interfase de usuario que se relaciona con cada dispositivo específico. En esencia, es una aplicación diseñada para facilitar al máximo el proceso de impresión 3D.
Además, el ejecutivo mencionó las posibles capacidades de escaneado 3D con las que contaría Kinect para PC. Teóricamente, esto podría facilitar las cosas para los consumidores, pues con estas capacidades los usuarios podrían escanear un objeto y utilizar ese archivo para imprimir una réplica, con lo cual ya no tendrían que aprender a usar CAD o software de diseño 3D, al menos no para las réplicas.
Finalmente
Por lo pronto, existen muchas posibilidades con las impresoras 3D, y con el tiempo la tecnología podría avanzar aún más para ofrecer reducciones de precios, nuevas formas de impresión y, por supuesto, nuevos usos.
¿Se anima por una?
Jose Antonio Trujillo, CIO Perú