Se trata de una de las corrientes tecnológicas innovadoras que son responsables de la Cuarta Revolución Industrial, según la concepción de Klaus Schwab (fundador del Foro Económico Mundial), junto con la Inteligencia Artificial, la robótica, el Internet de las Cosas, las vehículos autónomos, la nanotecnología, la biotecnología, la ciencia de los materiales y la computación cuántica. Nos referimos a la Impresión Tridimensional o en Tres Dimensiones.
Conocida coloquialmente como 3D, es la impronta realizada con una máquina capaz de producir réplicas de diseños en tres dimensiones, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por computadora, descargado de internet o recogido a partir de un escáner 3D.
Estos dispositivos surgen con la idea de convertir archivos realizados en dos dimensiones (2D) en prototipos reales de tercera dimensión (3D). Otras designaciones para esta tecnología, basadas en sus características, son manufactura por adición (Additive Manufacturing), manufactura mediante computadora (Desktop Manufacturing), fabricación rápida (Rapid Manufacturing) y producción sobre demanda (On-Demad Manufacturing).
En el pasado, esta tecnología se ha utilizado en el “prototipado” o en la prefabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial. En la actualidad, su empleo se está ampliando a casi cualquier actividad productiva, incluso para la fabricación de prótesis médicas, ya que la impresión en 3D permite adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente.
Impresoras 3D y sus principales tipos
Los procesos de Impresión Tridimensional han evolucionado a ritmo vertiginoso y hoy en día permiten utilizar para el modelado: metal, diversas variedades de plásticos, resina líquida, concreto, papel, cerámica, polvos, fibras de carbón e incluso alimentos. Se distinguen principalmente en dos categorías:
- Impresora 3D por Estereo-litografía (SLA): consiste en la aplicación de un haz de luz ultravioleta a una resina líquida (contenida en un cubo) que es sensible a la radiación UV. Dicha luz va solidificando la resina capa por capa.
- Impresora 3D de Sinterización Selectiva por Láser (SLS): permite utilizar un gran número de materiales en polvo (cerámica, cristal, nylon, poliestireno). El láser impacta en el polvo, funde el material y éste se solidifica. Todo el material no utilizado se almacena en el mismo lugar donde inició la impresión, por lo que no hay desperdicio.
Antecedentes de la impresión 3D
La primera patente de este sistema fue otorgada en Japón a nombre de Hideo Kamada en 1981. Tres años después, en Francia, Alain Le Méhauté y sus colaboradores obtuvieron otra patente, que abandonaron por “falta de perspectiva de negocio”.
Hasta 1984, Chuck Hull patentó, en los Estados Unidos, el sistema de impresión estereo-litográfica a nombre de 3D System Corporation. Cuatro años después, la empresa fundada por el propio Hull comercializó los primeros dispositivos de impresión estereo-litográfica.
Sus alcances a la mano
El sector industrial de la Impresión en 3D a nivel mundial es muy basto y de rápido crecimiento. Para 2013, las ventas estimadas fueron de 3,070 miles de millones de dólares y para 2020 se considera que sobrepasarán los 21 mil millones de dólares.
Esta tecnología tiene la facultad de transformar casi cualquier industria, creando valor y cambiando la forma de vivir, trabajar y actuar en el futuro. Además permite procesos productivos flexibles, estimula la innovación, reduce los costos, incrementa la competitividad y empodera al consumidor al transformarlo en “prosumer” o consumidor activo, quien busca bienes que satisfagan específicamente sus necesidades individuales y con tal fin innova y los produce él mismo o ella misma (maker o hacedor).
La Impresión en 3D ha sustituido los anticuados, lentos y caros procesos de fresado, torneado y cepillado para el modelado que, además, producían desperdicios voluminosos, al proveer un sistema rápido, preciso, local, a demanda, de bajo costo y al alcance de cualquiera que disponga de una computadora con el software adecuado (CAD – Computer-Aided Design).
Algunos sectores beneficiados por esta tecnología son:
- Salud: elaboración de piezas personalizadas como audífonos, dentaduras, huesos, prótesis y piel, entre otros
- Educativo: modelos tridimensionales pedagógicos y lúdicos, materialización de ideas de estudiantes y alumnos en el salón de clase, y fabricación DIY (Do It Yourself o hágalo usted mismo) rápida, a bajo costo y de manera individualizada para promover la educación tecnológica creativa y la innovación, ya sea de forma individual o colaborativa
- Alimentario: diseño, producción y decoración de chocolatería, galletería y pastelería
- Arquitectura: creación de maquetas
- Electrónica: diseño y producción de microcomponentes y dispositivos como robots, computadoras o teléfonos inteligentes
- Mecánica: desarrollo de piezas innovadoras, escasas o específicas para vehículos, aviones, naves espaciales, herramientas y maquinarias; también para la fabricación de armas de fuego
- Arte: creación de esculturas, replicación de piezas arqueológicas perdidas o dañadas, reconstrucción de fósiles, realización de joyería y hasta tatuajes
- Construcción: diseño rápido y gestión de materiales y maquinaria, prefabricación de componentes estructurales y utilización de materiales reciclados
- Interiorismo: fabricación de muebles, objetos decorativos y aparatos de iluminación novedosos, de formas caprichosas e innovadores
- Vestido: diseño y producción de ropa, accesorios y zapatos
La Impresión Tridimensional ha sido un valioso instrumento del movimiento de los makers (hacedores) para la creación de valor mediante el desarrollo de la economía de los emprendedores; esto es la digitalización de la tendencia Do-It-Yourself de los años cincuenta del siglo pasado.
Dicho movimiento está logrando una transformación creciente de los individuos respecto a los procesos de creación, producción y comercialización de bienes antes sólo de las grandes corporaciones trasnacionales. De esta manera, está atacando nichos de mercado no atendidos por las grandes empresas, en función de la fabricación individualizada para satisfacer, en poco tiempo, deseos específicos o falta de bienes (por demanda) y en muchas ocasiones a bajos costos.
Con el poder que les confiere la Impresión Tridimensional, los makers son en realidad emprendedores digitales, quienes crean y desarrollan nuevos productos a partir de información libremente disponible en la red o en la nube, y que mediante la impresión láser en 3D llevan esa concepción innovadora a la realidad tangible.
A partir de ahí, el hacedor puede iniciar un negocio al producir, promocionar y comercializar el nuevo producto a través de internet e, incluso, también en la red puede obtener colaboración de otros cibernautas para mejorarlo o fabricarlo a mayor escala, así como capital comunitario (crowdfunding) para fondear el proyecto.
Una gran ayuda para la fabricación de producto de mejor calidad y en mayor volumen ha sido el advenimiento y desarrollo de los Despachos de Servicio para Impresión en 3D.
Valor agregado y ahorro
La Impresión Tridimensional es otra dimensión de la economía. Esta tecnología genera valor agregado a las actividades de diseño creativo, producción innovadora y competitividad en los negocios, mientras permite ahorro de tiempo y materiales. A la vez, estimula la actividad emprendedora (empoderamiento del trabajador que innova) y favorece el trabajo a distancia y el domiciliario o home office.
Ventajas y limitaciones del uso de la Impresión Tridimensional
| Ventajas | Limitaciones |
| Es posible copiar y mejorar casi cualquier cosa | Protección de la propiedad intelectual por acceso a información en la red |
| Brinda rapidez, menor desperdicio y ahorro en costos | Reglamentación a la fabricación y posesión de armas de fuego |
| Promueve el trabajo flexible que estimula la innovación, la productividad y la competitividad | Disposiciones sobre salud ocupacional no siempre observadas en el trabajo domiciliario o desde casa |
| Empodera a los emprendedores para crear novedosos negocios | Legislación sobre manejo de desechos peligrosos y contaminantes |
| Permite la producción por demanda y la personalizada | Leyes laborales por desplazamiento de la fuerza laboral estructurada |
| Estimula el trabajo fuera de la empresa, lo que evita viajes, consumo de combustible, tiempos muertos de traslado y contaminación ambiental | |
| Ofrece la posibilidad de ocupación en zonas suburbanas y rurales, y de trabajo comunitario | |
| Fomenta la inclusión de personas discapacitadas |