Impresión 3D en la fabricación: tres sectores a seguir

Las impresoras 3D son mucho más que adornos de plástico. El mercado de la impresión 3D industrial se está calentando, y los fabricantes están explorando nuevas formas de capitalizar las últimas tecnologías de fabricación aditiva.

Para 2020, el 75 por ciento de las operaciones de fabricación en todo el mundo utilizarán herramientas impresas en 3D, plantillas y accesorios fabricados internamente o por una oficina de servicios para producir productos terminados, según un informe de Gartner de 2016. Gartner también predice que el 10 por ciento de las operaciones industriales incorporarán impresoras 3D robóticas en sus procesos de fabricación para 2020.

Aunque se espera que la impresión 3D crezca en las operaciones de fabricación, hay varios sectores que ya están utilizando esta nueva tecnología.

Cuidados de la salud

Cuando la gente piensa en la impresión 3D y los dispositivos médicos, suele pensar en prótesis o implantes. Pero las aplicaciones de impresión 3D en el ámbito sanitario van más allá.

La capacidad de producir prototipos de forma rápida y rentable utilizando impresoras 3D es una gran victoria para la industria de dispositivos médicos. Los ingenieros y diseñadores ahora pueden producir prototipos internamente, lo que facilita que las partes interesadas comuniquen ideas y diseños.

Al poder sostener el dispositivo en sus manos, los diseñadores, ingenieros y partes interesadas pueden evaluar el dispositivo de manera más precisa y rápida. Las modificaciones se pueden realizar y probar en un día, en lugar de semanas. El uso de impresoras 3D para crear prototipos también puede ayudar a los fabricantes a evitar perder tiempo y dinero al encontrar problemas con el diseño del dispositivo antes de que llegue demasiado lejos en el proceso de desarrollo.

Las impresoras 3D también se utilizan para crear réplicas a tamaño real de la anatomía humana, lo que permite a los cirujanos practicar procedimientos complicados en réplicas realistas.

Sucedió cuando los investigadores crearon un modelo 3D del cerebro de Gabriel Mandeville, de 5 meses. Para ayudar a tratar sus violentas convulsiones epilépticas, los padres de Mandeville consintieron en una hemisferectomía, un procedimiento médico complejo que elimina o desconecta el lado sano del cerebro del lado del cerebro responsable de las convulsiones.

Utilizando el Programa de Simulador del Boston Children’s Hospital, los médicos imprimieron una réplica exacta del cerebro de Mandeville en plástico blando. Los vasos sanguíneos se imprimieron en un color diferente para diferenciarlos del tejido circundante.

Antes de la cirugía, los médicos pudieron practicar lo que Joseph Madsen, director del programa de epilepsia del Boston Children’s Hospital, llamó «una de las operaciones más desafiantes en la cirugía de epilepsia pediátrica». La cirugía de 10 horas fue un éxito.

Aeroespacial

La industria aeroespacial está a la vanguardia del movimiento de fabricación aditiva. Desde la NASA hasta GE, las empresas aeroespaciales y de aviación están encontrando nuevas formas de utilizar la impresión 3D para crear procesos más eficientes, desarrollar prototipos y piezas y crear diseños que son inalcanzables con la fabricación tradicional.

En 2016, GE comenzó a crear las boquillas de combustible para su motor a reacción LEAP de próxima generación utilizando fusión láser de metal directo, una técnica que fusiona capas delgadas de polvos metálicos con un rayo láser. En comparación con los modelos anteriores, las boquillas impresas en 3D son un 25 por ciento más livianas, cinco veces más resistentes y están impresas como un componente, en lugar de 18 piezas individuales que requerían ensamblaje.

Cada motor LEAP-1B tiene 19 boquillas de combustible impresas en 3D, hechas de una aleación de níquel-cobalto. Crédito de la imagen: GE Aviation

En septiembre pasado, GE adquirió dos empresas europeas de impresoras 3D de metal, Arcam y SLM Solutions, por 1.400 millones de dólares, lo que demuestra que GE cree que la impresión 3D puede aportar grandes beneficios a la empresa.

Automotor

La creación rápida de prototipos, la personalización masiva y la producción rápida son los mayores beneficios que los fabricantes de automóviles verán con la impresión 3D.

Con las impresoras 3D, los fabricantes pueden producir rápidamente prototipos precisos para validar el diseño. Anteriormente, los fabricantes dependían de los talleres mecánicos para producir prototipos de piezas. Este proceso cuesta dinero y tiempo, especialmente si una pieza necesita modificación. Con las impresoras 3D, los fabricantes ahora pueden imprimir sus piezas internamente y probar e iterar rápidamente.

La impresión 3D también ayudará a marcar el comienzo de la era de la personalización masiva para la industria automotriz. El año pasado, el fabricante de automóviles Daihatsu se asoció con la empresa de impresión 3D Stratasys para ofrecer a los clientes paneles personalizables para su modelo Copen. Las piezas 3D, conocidas como “Effect Skins”, están disponibles en 15 patrones disponibles y 10 colores diferentes. Los clientes pueden mezclar y combinar para crear sus propios estilos únicos.

Olli de Local Motors es el primer transbordador espacial autónomo impreso en 3D del mundo. Crédito de la imagen: motores locales

¿Qué tal imprimir coches enteros? El potencial está ahí. En 2015, Local Motors presentó al mundo el Strati, el primer automóvil impreso en 3D listo para la carretera. Un año después, imprimieron un autobús eléctrico autónomo, llamado Olli, que ha estado sirviendo a pasajeros en Washington DC y Berlín.

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