El sector de la impresión 3D encara la próxima década con la vista puesta en recuperar el protagonismo perdido en los últimos años. Después de una época de sobreexpectación, a comienzos del siglo XX, en la que los gurús vaticinaban que tendríamos impresoras 3D hasta en la sopa, los fabricantes entraron en un silencioso periodo de investigación y desarrollo. Este intenso trabajo ha comenzado ya a dar sus frutos en forma de tecnologías de impresión 3D industrial que proporcionarán un gran impulso al diseño y al mantenimiento de todo tipo de maquinaria.
¿Qué es la impresión 3D y para qué se utiliza en la industria?
La impresión 3D o fabricación aditiva es una tecnología de creación de objetos por medio de la superposición de capas de un determinado material; por ejemplo, plástico o metal. Ofrece espléndidas posibilidades a las y los profesionales de la ingeniería que se dedican al I+D+i y al desarrollo de productos.
La impresión 3D da respuesta a necesidades de diseño muy específicas que la fabricación en serie no es capaz de colmar. Nos referimos a la generación casi inmediata de piezas de recambio para un producto ya descatalogado o para una máquina estropeada.
Con la impresión 3D industrial también se pueden construir prototipos de una manera sencilla, barata y rápida. Esto permite estudiar las ventajas y puntos débiles de una solución antes de su salida al mercado.
Si pensamos en aplicaciones concretas de la fabricación aditiva, el ejemplo más claro lo encontramos en industrias como la automoción y la aeronáutica. Numerosos vehículos y aeronaves podrán prolongar su vida útil gracias a la infinita disponibilidad de recambios que facilitará la tecnología 3D.
¿Qué tipos de impresoras 3D se usan en la industria?
En el mercado encontramos diferentes tipos de impresoras 3D. Algunas están recomendadas para el uso particular, mientras que otras están pensadas para el ámbito empresarial. En la industria, las más utilizadas son las siguientes:
- Impresoras 3D FDM (Modelado por Deposición Fundida). El FDM es la tecnología de impresión 3D más popular a nivel general. Se basa en la extrusión de un material fundido para ir creando, mediante la adhesión de capas de grosores ajustables, el objeto deseado. Para su alimentación podemos utilizar bobinas de filamentos termoplásticos o metálicos.
- Impresoras 3D desarrolladas con tecnologías de fusión de lecho de polvo. Aquí se incluirían las EBM (Fusión por Haz de Electrones) y las SLS (Sinterizado Selectivo por Láser). Las EBM configuran los objetos fundiendo partículas de polvo metálico mediante un haz de electrones; mientras que las SLS emplean el láser para prensar polvo de plástico previamente calentado.
- Impresoras 3D basadas en tecnologías de fotopolimerización. Aluden a dos variantes: las SLA (Estereolitografía), que solidifican vía láser, capa a capa, un fotopolímero líquido; y las DLP (Procesamiento Digital por Luz), similares a las SLA, pero que usan luz (en vez de láser) para proyectar una imagen del objeto sobre la capa de resina que se pretende solidificar.
- Impresoras 3D BJ (Inyección de Aglutinante). Funcionan mediante un cabezal que deposita pequeñas dosis de un material aglutinante sobre una capa de polvo para compactar las áreas deseadas.
- Impresoras 3D MJ (Inyección de Material). Construyen los objetos colocando gotas de material que se solidifican en contacto con la luz sobre una placa de construcción.
Perspectivas de futuro de la impresión 3D industrial
IDC Spain vaticina que el gasto en impresión 3D a nivel mundial (en concepto de hardware, software, materiales y servicios) rozará los 5 000 millones de euros para 2021, acumulando una tasa de crecimiento anual compuesta del 15,6% en cinco años.
Asimismo, según IDC, las contrataciones de MPS (servicios administrados de impresión) por parte de las empresas se enfocarán en el uso de las tecnologías de machine learning y análisis conductual para mejorar los procesos internos e impulsar las oficinas sin papel. Para 2023, un 60% de este tipo de compras se planteará con estos objetivos.
La consultora prevé que, en un plazo de entre tres y cinco años, cuatro de cada 10 fabricantes se habrán subido al carro de la impresión 3D industrial, con un gran liderazgo por parte de los sectores de la producción a demanda, la salud y la educación.
Retos de la tecnología de impresión 3D industrial en los próximos años
La impresión 3D industrial se enfrenta a dos importantes desafíos para asentar su viabilidad a lo largo de la próxima década:
1. Abaratar los costes de la impresión 3D en gran formato
Imprimir piezas 3D a gran escala requiere una importante inversión, y no solo en la propia impresora de gran formato y en su mantenimiento. También hay que tener en cuenta el gasto en materiales, consumibles, suministro eléctrico y software, así como el coste de la mano de obra. Todo esto compone una partida que aún resulta inasumible para las empresas más modestas; aunque la perspectiva es que se torne cada vez más asequible.
2. Incrementar la fiabilidad y la autonomía
El gran sueño de la impresión 3D industrial es disponer de equipos preparados para fabricar piezas en serie, durante turnos largos, sin supervisión alguna y con la certeza de que se obtendrán resultados homogéneos. A día de hoy, la impresión 3D requiere de una vigilancia continua si queremos asegurarnos de que la mayoría de los productos superarán el umbral de calidad establecido.
Todo indica que la impresión 3D industrial logrará superar estos dos retos en la próxima década, al igual que lo harán otros campos de la ingeniería. Como muestra, recordemos el análisis que os presentábamos recientemente en BETWEEN sobre la evolución de la autonomía de los coches eléctricos.