Tasa, impresion 3D 

La impresión 3D es un grupo de tecnologías disruptivas de fabricación de objetos tridimensionales por adición. O sea, nuevas formas de hacer objetos que suplantarán los métodos actuales. El término "impresión 3D" fue acuñado por estudiantes del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en 1995 y, en la actualidad, se piensa que puede traer consigo una nueva revolución industrial. 

Hasta ahora, la mayoría de los procesos de manufactura se basan en la reducción: Bloques de plástico, madera o metal que son labrados, roídos o pulidos hasta que se consigue el objeto deseado. Todo el plástico, madera o metal que no son parte del objeto final suelen descartarse, desperdiciando hasta un 90% del material. La impresión 3D, en principio, funciona inyectando o añadiendo capas de materiales de todo tipo: plásticos, metales en polvo, chocolate o incluso células vivas, guiada por un programa de computadora (el software). Una vez completada una capa, el objeto es desplazado una fracción de milímetro hacia abajo y se imprime la siguiente capa hasta completar el objeto, cuando se aplican endurecedores. Casi no se desperdicia material. Aunque la impresión 3D de objetos simples ya es rutinaria y ha traído grandes cambios a varias industrias (como el modelismo), las tecnologías más complejas apenas se están desarrollando, cada año se imprimen objetos más complejos, más rápidamente y más barato. En la actualidad, la tecnología de impresión 3D se usa para imprimir juguetes, partes de automóviles y aviones, coronas dentales individualizadas, caderas artificiales y mucho más. Estos tres ejemplos muestran el uso más reciente de la tecnología: la impresión de un reloj funcional, la impresión de cartílago para implantes y la impresión de casas y módulos lunares.

En 2009, Peter Schmitt, un estudiante de doctorado del MIT, fabricó un reloj mecánico de 20 cm. Imprimió cada una de las partes, engranajes, muelles y pesos con una impresora 3D. A pesar de que no es muy preciso, da la hora y hace tic-tac. Científicos del MIT tienen la visión de que en un futuro podremos bajar del internet lo que queramos, hacer los cambios necesarios y picarle a 'Imprimir' para hacerlos realidad.  

También hay proyectos de impresión de viviendas. 'Construcción por contornos' (contour crafting en inglés) es un proceso que se encuentra en desarrollo actualmente, su creador es el ingeniero Behrokh Khoshnevis, del Colegio de Ingeniería de la Universidad del Sur de California. La impresora 3D que emplea es enorme, dominada por una grúa tipo pórtico y un extrusor en forma de manguera, que deposita capa tras capa de un material similar al concreto, de secado rápido. La impresión ocurre en paralelo a la inserción de sistemas de plomería y eléctrico y componentes estructurales. Al verlo en funcionamiento parece un uso casi obvio de la impresión 3D. Khoshnevis dio una charla TEDx sobre su proyecto que se puede ver aquí. La construcción por contornos fue diseñada para reconstruir rápidamente las viviendas afectadas por desastres naturales, pero también la NASA ha considerado aplicarla para la impresión de módulos habitacionales en futuras bases de la Luna y Marte.

En noviembre, la revista Biofabrication, del Instituto de Física, publicó un estudio sobre la impresión 3D de cartílago con células vivas y biomateriales. El cartílago debe tener una extrema flexibilidad e integridad estructural a la vez así que no había sido replicado con éxito. Científicos del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa lograron construir cartílago durable y con la capacidad de ser implantado. Para hacerlo, inventaron una nueva técnica que combina los métodos de inyección de tinta y electrohilado (electrospinning). Combinaron polímeros electrohilados con células de cartílago de la oreja de un conejo que fueron depositadas mediante la tradicional técnica de inyección de tinta. El cartílago fabricado fue luego implantado en ratones y se comprobó que había desarrollado las propiedades y estructura del cartílago natural. En el futuro, será posible tomar una resonancia magnética de la zona afectada (por ejemplo, los meniscos, la nariz o las orejas), transferir la información a la impresora y usarla como plano para imprimir el cartílago nuevo.

La impresión 3D tendrá usos que todavía ni nos imaginamos. La ingeniería de tejidos avanza constantemente y científicos de diferentes especialidades están trabajando en hacer posible el sueño de replicar hígados y otros órganos artificiales para su uso como implantes. La nanoimpresión 3D tuvo grandes avances este mismo año. Hay quienes trabajan para que la impresión 3D llegue a formar parte de nuestros hogares, que cada persona manufacture el objeto necesario según sus gustos y necesidades, desde zapatos hasta controladores de videojuegos. Uno de los obstáculos que ha retrasado el uso de la impresión 3D a nivel doméstico hasta ahora es su costo: cientos o decenas de miles de dólares por la impresora 3D más los cartuchos de material.

En los últimos dos años se han puesto a la venta impresoras 3D más sencillas que van de los mil a los tres mil dólares, como Replicator o Cubify. El proyecto RepRap de Adrian Bowyer es aún más sobresaliente pues ha creado una impresora 3D auto-replicable y de licencia gratuita. La iniciativa, totalmente abierta y libre de patentes, ha creado tres modelos cada vez más complejos desde 2008: Darwin, Mendel y Huxley. La máquina es capaz de imprimir la mayoría de sus propias partes, con excepción del motor, sensores electrónicos, cables y el extrusor de polímeros.

Impresora 3D

 

Los grandes saltos en la historia de la impresión (como la invención de los tipos móviles, la imprenta o el mimeógrafo) también marcan cambios de paradigma en la educación del ser humano y en las formas de expresar su creatividad. Aunque de seguro traerá inconvenientes, como la posible fabricación de armas, la impresión 3D es la puerta a una nueva era de la manufactura y de la expresión humanas.

 

Autor: IIEH

Fuentes:

Impresión híbrida de constructos de cartílago para aplicaciones de ingeniería de tejidos

¿Traerá la impresión 3D una nueva revolución industrial?