Avances en la Impresión 3D que Podrían Cambiarlo Todo

La impresión 3D sigue avanzando gracias a los nuevos métodos que presentan ingenieros e investigadores. Desde la fabricación en microgravedad hasta la construcción de barrios enteros, esta tecnología ofrece muchas posibilidades. Estos son algunos avances que podrían influir en nuestra vida en los próximos años.

Electrónica Activa Impresa en 3D

Un equipo de ingenieros del MIT ha logrado imprimir un componente electrónico activo que presenta un comportamiento de conmutación similar al de ciertos dispositivos semiconductores. Los semiconductores son esenciales para recibir, almacenar y procesar datos en la electrónica actual, pero su fabricación requiere maquinaria y condiciones muy específicas.

Fuente – MIT

Los investigadores fabricaron un dispositivo que funciona como un fusible rearmable utilizando un filamento de polímero con nanopartículas de cobre. Su resistencia aumenta al calentarse por el paso de una corriente elevada y vuelve a disminuir al enfriarse. El trabajo explora una alternativa de bajo coste a determinados componentes; no demuestra la fabricación de un nuevo semiconductor ni de circuitos integrados completos.

Avances en la Impresión 3D en Electrónica

En el futuro, este enfoque podría facilitar la fabricación de algunos componentes electrónicos con impresoras 3D accesibles. La electrónica sin semiconductores convencionales podría reducir el consumo de energía y los residuos en ciertas aplicaciones, aunque imprimir un dispositivo inteligente completo sigue siendo un objetivo lejano.

Impresión 3D de Múltiples Propiedades

El planchado con velocidad modulada es otro avance interesante en fabricación aditiva. Investigadores del MIT y de la Universidad Tecnológica de Delft presentaron un método que utiliza calor y dos boquillas para controlar los detalles y las propiedades superficiales de los objetos impresos.

Las dos boquillas cumplen funciones distintas. La primera deposita un filamento sensible al calor; la segunda, vacía, recorre la superficie y la calienta sin añadir material. Esta segunda boquilla mantiene una temperatura constante, mientras que su velocidad determina cuánto calor recibe cada zona. Así se pueden modificar propiedades como el color, la opacidad y la textura.

Los Avances en la Impresión 3D Mejoran la Utilidad

Por ejemplo, el método podría utilizarse para imprimir un martillo con una empuñadura de textura rugosa. Al modificar la superficie mediante calor, permite obtener detalles con menos material y menos pasos que algunos métodos convencionales de impresión 3D. Esto amplía las posibilidades de fabricar objetos con distintas propiedades en un mismo proceso.

El equipo también desarrolló una interfaz que permite especificar los requisitos de color, tono y textura. La herramienta convierte esas indicaciones en instrucciones para la impresora. Este enfoque podría ayudar a los diseñadores a incorporar texturas personalizadas que mejoren la utilidad de los objetos.

Impresión Holográfica por Sonido Directo

Otro avance es la impresión holográfica por sonido directo, o HDSP. Un equipo de la Universidad Concordia utilizó hologramas acústicos para crear estructuras tridimensionales complejas. El sistema amplía la impresión por sonido directo, que aprovecha la cavitación producida por ondas sonoras para endurecer polímeros en zonas determinadas.

La cavitación genera burbujas que, al colapsar, producen brevemente temperaturas y presiones muy elevadas. Estas condiciones provocan la polimerización del material. El holograma acústico organiza el campo sonoro para definir las regiones que se solidifican; no se trata de proyectar una imagen óptica sobre la resina.

El método experimental permite fabricar estructuras complejas y trabajar con distintos materiales, con un desperdicio reducido. También ofrece flexibilidad para modificar el proceso, imprimir varios objetos en una misma sesión y explorar la fabricación en lugares de difícil acceso.

Como el sonido puede atravesar ciertos materiales opacos y tejidos, los investigadores contemplan futuras aplicaciones dentro del cuerpo y la reparación de componentes internos sin desmontarlos. La impresión de órganos para pacientes es una posibilidad de investigación a largo plazo, no una capacidad clínica demostrada por este estudio.

Casas Impresas en 3D

La impresión 3D a gran escala ya se utiliza para construir viviendas y conjuntos residenciales. Existen diversos proyectos en todo el mundo, aunque su adopción depende de las normas locales, los materiales y los costes de cada obra.

La escasez de vivienda puede agravarse por los conflictos, el deterioro ambiental y las interrupciones de las cadenas de suministro. Esa presión impulsa la búsqueda de métodos de construcción alternativos. La impresión de edificios es una de las opciones estudiadas para ampliar la oferta y reducir determinados costes.

Estas máquinas depositan sucesivas capas de hormigón, mezclas de tierra local u otros materiales adecuados. El uso de materias primas económicas y la automatización pueden reducir ciertos costes de construcción. El ahorro total depende también de los cimientos, las instalaciones, la mano de obra y los requisitos de la obra.

Las impresoras de gran formato también permiten fabricar geometrías complejas que pueden contribuir al control de la temperatura y a la reducción de los costes de uso sin descuidar la resistencia estructural. Ya existen cientos de edificios impresos en 3D, y su presencia podría aumentar a medida que madure la tecnología.

Impresión 3D que Construye Comunidad

Una posibilidad es que la impresora permanezca a disposición de la comunidad después de terminar una obra. Con personal capacitado, materiales y mantenimiento, podría utilizarse para construir otros edificios conforme surjan nuevas necesidades.

Impresión en el Espacio

Comprender cómo imprimir en 3D en microgravedad es importante para las futuras misiones espaciales. Las tripulaciones dispondrán de recursos, herramientas y personal limitados. Poder fabricar determinados objetos durante el viaje podría reducir la dependencia de suministros enviados desde la Tierra.

Investigadores de la Universidad de California en Berkeley probaron SpaceCAL en microgravedad. El sistema se basa en la litografía axial computarizada, o CAL, que proyecta patrones de luz sobre un volumen de resina en rotación para solidificar una pieza tridimensional. No utiliza dos láseres ni necesita construir el objeto capa a capa.

Durante el vuelo de prueba de 2024, el equipo fabricó cuatro piezas, entre ellas modelos de transbordadores espaciales y del pequeño barco de prueba Benchy. La tecnología CAL puede producir determinadas piezas en unos 20 segundos, pero ese dato no significa que cada Benchy de este ensayo se imprimiera en menos de 20 segundos. El experimento demostró la viabilidad de este método en microgravedad.

Los avances en impresión 3D pueden apoyar las misiones espaciales

Esta capacidad podría servir para fabricar piezas de repuesto y herramientas durante una misión. A más largo plazo, los investigadores también contemplan aplicaciones médicas, como dispositivos dentales, injertos o tejidos. La fabricación de órganos funcionales sigue siendo un objetivo de investigación lejano.

La tecnología CAL se ha probado en la Tierra con más de 60 materiales, entre ellos siliconas, vidrio, materiales compuestos y biomateriales. Esto no significa que todos se hayan ensayado con SpaceCAL durante el vuelo. Al solidificar volúmenes completos sin capas, el método ofrece posibilidades de fabricación rápida y geometrías útiles en microgravedad.

Empresas que Lideran el Camino en los Avances de la Impresión 3D

Muchas empresas utilizan la fabricación aditiva para tareas importantes de su actividad. Esa demanda también beneficia a tecnologías complementarias, como el escaneado y la metrología 3D. FARO es una empresa vinculada a este último ámbito.

FARO Technologies Inc.

FARO Technologies nació en Montreal a partir del trabajo de los estudiantes de doctorado Simon Raab y Greg Fraser. Sus primeras aplicaciones se orientaron a la medicina, y en la década de 1990 la empresa pasó a centrarse en la medición y la fabricación industriales.

FARO es conocida por sus sistemas de medición, captura de imágenes y escaneado 3D, no por ser un fabricante dominante de impresoras 3D. El artículo le atribuye 17 adquisiciones. En el contexto de 2024, la empresa tenía su sede en Florida y seguía ampliando su oferta de productos y servicios.

FARO puede interesar a quienes estudien empresas de metrología y digitalización 3D. Su relación con la fabricación aditiva no basta para concluir que la acción sea menos volátil ni para recomendarla. La composición de los fondos especializados y las condiciones financieras deben comprobarse para el periodo correspondiente.

Avances en la Impresión 3D – Una carrera hacia la cima del mercado

La competencia en impresión 3D continúa creciendo, con empresas e instituciones interesadas en desarrollar nuevas capacidades. Iniciativas como Additive Manufacturing Forward, un programa voluntario de colaboración industrial y no una ley, buscan impulsar su adopción. Los avances descritos muestran la variedad de aplicaciones que se están explorando.

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