¿Te imaginas poder imprimir tu ropa, tu casa o tus propios órganos?

¿Te imaginas poder imprimir tu ropa, tu casa o incluso tus propios órganos? Ésto, que hace unas décadas parecía un delirio futurista, está cada vez más cerca de ser una realidad gracias a la tecnología de impresión en 3D. Esta tecnología, de algo más de 35 años de edad, es una herramienta con un gran potencial para revolucionar nuestras vidas.

¿Qué es la impresión 3D?

A grandes rasgos, la impresión 3D consiste en la fabricación de objetos tridimensionales a partir de modelos creados por ordenador. La característica principal de la impresión 3D es que se trata de un proceso aditivo; ésto quiere decir que las figuras tridimensionales se consiguen mediante la disposición en forma de capas de un material maleable. Al superponer una capa sobre otra, el resultado es un producto en 3 dimensiones. 

Para poder trabajar, la impresora 3D debe estar conectada a un ordenador que contenga el archivo con el diseño del objeto a imprimir. Este diseño se puede descargar previamente de la red o lo podemos crear nosotros mismos.

¿Qué se puede imprimir en 3D?

Prácticamente, cualquier cosa. Las características de la impresión 3D hacen de esta tecnología una potente herramienta con gran potencial en campos tan diversos como la medicina, la arquitectura, la moda o el arte.

Las impresoras 3D pueden usar como “tinta” materiales tan variados como, por ejemplo, plástico, metal, fibras de carbono, alimentos o células vivas, entre muchos otros.

En el campo de la medicina, la bioimpresión 3D, o técnica de impresión de estructuras biológicas como por ejemplo tejidos u órganos, es una línea de investigación en la que se tienen puestas muchas expectativas. En la bioimpresión 3D, la “tinta” consiste en una solución con células vivas que al imprimirse en forma de capas superpuesta genera una estructura tridimensional funcional. Esto quiere decir que, si todo evoluciona favorablemente, en un futuro se podrían generar en el laboratorio tejidos y órganos funcionales que posteriormente podrían ser trasplantados en pacientes; resolviendo, de esta manera, la falta de órganos para trasplantes que existe en la actualidad.

Los primeros resultados positivos se consiguieron en el campo de la regeneración de tejidos; cartílago y hueso, principalmente. La regeneración de tejidos es de gran utilidad para tratar casos de lesiones o para regenerar tejidos desgastados.
El siguiente paso consistió en el desarrollo de estructuras tubulares como vasos sanguíneos.  Poco a poco, fue posible generar estructuras cada vez más complejas como por ejemplo órganos tales como una vejiga. Y ya se encuentran dando los primeros pasos para ser capaces de crear en los laboratorios órganos mucho más grandes y complejos como pueden ser el riñón o el hígado.

El Instituto de Bioingenieria de Cataluña (IBEC) es el hogar de la primera bioimpresora 3D de Cataluña.

Otra característica importante de la impresión 3D es su capacidad de poder materializar cualquier tipo de diseño por complejo que este sea; con la impresión 3D ya no existen diseños imposibles. El uso de archivos CAD (diseño asistido por ordenador) por parte de estas impresoras hace que se pueda obtener, prácticamente, casi cualquier forma, por imposible que ésta parezca. Además, a diferencia de los métodos tradicionales, se elimina cualquier tipo de distorsión respecto al diseño original.

Esta característica de la impresión 3D ha revolucionado el campo de la arquitectura donde el diseño tiene un papel muy relevante. La impresión 3D aplicada a la arquitectura ofrece la posibilidad de materializar proyectos arquitectónicos cuyo diseño sería imposible de realizar con ladrillos y cemento. Es el caso de la Protohouse 1.0 de la empresa Softkill Design. Este diseño de casa, inspirado en la naturaleza, imita la estructura altamente resistente del hueso con la finalidad de alcanzar el balance óptimo entre la forma y la fortaleza.

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ProtoHouse 1.0 – By SoftKill

Otra de las ventajas de la impresión 3D es que los diseños se pueden ajustar, permitiendo desarrollar rápidamente múltiples prototipos y crear productos personalizados de acuerdo a las necesidades particulares de cada caso. Por ejemplo, en el caso de la medicina, se pueden producir réplicas exactas de partes del cuerpo como dientes o huesos. En el campo del deporte, gracias a la impresión 3D se han podido crear diseños personalizados que se adaptan a la anatomía específica de cada deportista y que no serían posibles con los procesos de fabricación tradicionalesEs el caso de las Nike Vapor Laser Talon. Con estas zapatillas deportivas Nike buscaba mejorar el rendimiento de los jugadores profesionales de futbol americano para la prueba de las 40 yardas.

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Nike Vapor Laser Talon (Photo by Desingboom)

El talón de estas zapatillas creado en una impresora 3D brinda al atleta una tracción óptima en el césped. Esto reduce el tiempo de desaceleración y le posibilita cambiar de dirección rápidamente lo que se traduce en un mejor rendimiento del atleta. 

La impresión 3D también está siendo utilizada en la industria de la moda por numerosas marcas y diseñadores  para hacer ropa, zapatos y joyas personalizados.

Kinematics Cloth es la primera aplicación web para ropa en la que la gente puede diseñar prendas de ropa personalizadas en 3D esbozando y esculpiendo geometría compleja en tiempo real de ahí que el Museo de Arte Contemporáneo de Nueva York (MOMA) haya decidido incluir el primer vestido realizado con esta aplicación (Kinematics dress) en su muestra permanente.

La impresión 3D también tiene gran utilidad en el campo de la restauración de obras de arte. Es el caso de dos antiquísimos altorrelieves – un busto femenino y otro masculino – del s. II-III d.C. del Museo Nacional de la ciudad siria de Palmira que fueron destrozados a martillazos por el grupo terrorista Estado Islámico (EI). Ahora, gracias a la tecnología de impresión en 3D han podido ser restauradas.

 Tecnología respetuosa con el medio ambiente 

La impresión 3D puede tener un gran impacto en la cadena de suministro tradicional ya que reduce el número de pasos necesarios, permite una producción más descentralizada, por ejemplo, se puede imprimir en el mismo punto de venta, y reduce la necesidad de almacenamiento, envasado y transporte. Dado que para imprimir en 3D sólo necesitamos archivos de datos 3D y materia prima para usar como “tinta” para desarrollar productos complejos, se necesita menos tiempo en la producción y entrega y se genera menos desperdicio. La impresión también beneficia a las empresas reduciendo la cantidad de inventario no utilizado, ya que sólo necesitan imprimir elementos bajo demanda.Todo ello produce un abaratamiento de costes y reducción de los residuos, otros de los principales avances de esta tecnología.

La primera impresora 3D

El primer diseño de impresora 3D fue creado en 1983 por el ingeniero físico Charles “Chuck” Hull. Todo comenzó en un laboratorio donde Hull trabajaba en la década de los 80 como ingeniero para crear prototipos. Al usar resina para endurecer la superficie de los prototipos, se dio cuenta de que podía poner la resina en capas. Una vez en capas, la resina podía ser moldeada con luz ultravioleta. Así nació la impresión 3D. Pero la evolución y accesibilidad de la tecnología ha sido muy paulatina hasta fechas recientes debido, entre otras cosas, a la exclusividad de la patente. La auténtica revolución se inició en 2012 gracias al abaratamiento de las impresoras 3D y su salto al mercado del gran consumo. Los costes cayeron a la velocidad de la luz, tanto es así que todos los pronósticos apuntan a la colonización por parte de las impresoras 3D de los hogares de la gente de a pie en un futuro no muy lejano.

Impresión 4D: el futuro de la impresión 3D

La impresión 4D vendría a definirse, en general, como una variación de la impresión 3D que toma como nueva dimensión el tiempo, en el sentido de cómo se comportan los materiales con el paso del tiempo al entrar en contacto con otros fluidos o materiales.

La técnica de creación del propio objeto es muy similar a la utilizada con la impresión 3D, lo único que cambia es el material con el que se imprime y al cual se considera un objeto inteligente capaz de interactuar de una manera u otra con el medio en el que se encuentra.

Uno de los principales campos de aplicación al que apunta esta técnica es la medicina, con una futura aplicación en creación de tejidos y órganos que puedan modificarse con el tiempo. Esta capacidad sería de gran utilidad, por ejemplo, en casos de trasplantes de órganos de bebés o niños; éstos, al estar en etapa de crecimiento, necesitan que el órgano trasplantado evolucione adecuadamente a los cambios de su organismo.

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