La revoluci¨®n sobre ruedas de la impresi¨®n 3D
Crear piezas en minutos, sin necesidad de maquinaria ni almacenaje, transforma el dise?o de autom¨®viles
El volante que lleva su coche ha sufrido decenas de modificaciones antes de producirse en serie y acabar en sus manos. Y lo mismo sucede con la mayor¨ªa de componentes de los autom¨®viles. Cada cambio (grosor del aro, posici¨®n de los mandos, forma de la tapa del airbag...) exige la fabricaci¨®n f¨ªsica de un prototipo, hasta que se alcanza el resultado deseado. Con la impresi¨®n 3D, en cambio, basta introducir datos inform¨¢ticos en la impresora para que produzca el componente. Adi¨®s a los bocetos en papel, las maquetas de arcilla y los moldes de estampaci¨®n. "La impresi¨®n 3D sustituye los dibujos por gr¨¢ficos inform¨¢ticos y estos pasan directamente a imprimirse. Esta tecnolog¨ªa ha cambiado completamente la manera en la que dise?amos y desarrollamos los nuevos veh¨ªculos", asegura Sandro Piroddi, supervisor del departamento europeo de Ford de Tecnolog¨ªas R¨¢pidas.
La creaci¨®n de piezas de prueba es, dentro del sector del autom¨®vil, uno de los usos principales de la impresi¨®n 3D o aditiva, pero tampoco el ¨²nico. Crist¨®bal G¨®mez, responsable de impresi¨®n 3D del ¨¢rea de producci¨®n de Seat, indica que "actualmente existe un gran campo de aplicaciones dentro del proceso productivo, desde las fases iniciales de desarrollo y prototipos [como el ejemplo del volante] hasta las l¨ªneas de producci¨®n". Y aqu¨ª, en la cadena de montaje, estas impresoras han permitido sustituir las herramientas met¨¢licas de control tradicionales por otras m¨¢s ligeras, precisas y ergon¨®micas. "Antes, esos ¨²tiles [plantillas, calibres, marcos de posicionamiento...] se hac¨ªan en su mayor¨ªa fresados, lo que supon¨ªa costes m¨¢s altos, menos flexibilidad en el dise?o y, en no pocos casos, incomodidad para el trabajador", abunda G¨®mez.
Y es que, como pone de relieve Jaume Homs, director de Ventas y Canal de Impresi¨®n 3D de HP Iberia, la fabricaci¨®n aditiva permite "ahorrar tiempo y costes y ganar adem¨¢s capacidad para dise?ar piezas con geometr¨ªas complejas, porque ya no hay que pensar en c¨®mo se van a mecanizar para fabricarlas". El directivo de HP se?ala otros aspectos interesantes: "Somos capaces de imprimir una cubeta de 40¡Á30¡Á40 cent¨ªmetros llena de piezas en 10 horas, o de producir unos pocos elementos en minutos".
C¨®mo funciona
La impresi¨®n 3D se denomina tambi¨¦n aditiva porque crea objetos a base de superponer capas. Primero se genera un modelo CAD o dibujo inform¨¢tico en el ordenador, y este se env¨ªa despu¨¦s al equipo.
Hoy en d¨ªa existen cuatro tecnolog¨ªas de impresi¨®n principales: deposici¨®n de material, compactaci¨®n, estereolitograf¨ªa y sinterizado.
La primera suele trabajar con hilos de pl¨¢stico fundido, que un inyector va colocando y, por acumulaci¨®n, terminan formando el elemento; en la compactaci¨®n, la m¨¢quina va presionando hasta endurecer, estrato por estrato, capas de polvo arenoso, mientras que en el sinterizado se utiliza polvo met¨¢lico, que se va depositando mientras que un l¨¢ser funde las part¨ªculas de metal para otorgar consistencia al conjunto. La estereolitograf¨ªa, por su parte, trabaja con una cuba de resina l¨ªquida, y el objeto va emergiendo al mismo tiempo que el l¨¢ser lo moldea y solidifica.
La deposici¨®n de material es la alternativa m¨¢s r¨¢pida y econ¨®mica (hay equipos dom¨¦sticos de cierta calidad desde unos 500 euros), mientras que los procesos en los que se utiliza l¨¢ser otorgan precisi¨®n milim¨¦trica y suelen dirigirse al uso industrial. En el autom¨®vil se aplican ambas soluciones: la primera para elementos de prueba y las otras para crear herramientas de trabajo y piezas finales.
Repuestos en casa
Otra aplicaci¨®n de la tecnolog¨ªa consiste en la producci¨®n de piezas finales. Mercedes, a trav¨¦s de su divisi¨®n de camiones, ha inaugurado recientemente un departamento de repuestos fabricados con impresi¨®n tridimensional. Por el momento se ofrecen solo 30 componentes, todos de material pl¨¢stico: tapas y paneles, conductos de aire y de cableado, soportes de amortiguadores... Pero es un avance que abre la puerta a un nuevo mundo: en un futuro, el cliente podr¨ªa llegar a imprimir en su casa el elemento que precise. Seg¨²n Andreas Deuschle, responsable de Operaciones en la divisi¨®n de recambios y servicios al cliente de Mercedes Benz Camiones, se establecen "los mismos est¨¢ndares de calidad, funcionalidad y coste para los repuestos salidos de la producci¨®n 3D que de los de la convencional". Tambi¨¦n se gana rapidez, porque el plazo desde el pedido hasta la entrega es m¨ªnimo, y tampoco hay que almacenar unidades, porque se producen y se env¨ªan al cliente.
La producci¨®n aditiva garantizar¨¢ el suministro de piezas incluso aunque el veh¨ªculo ya no se produzca y aunque la demanda sea tan baja que no resulte rentable fabricar los componentes con el m¨¦todo tradicional. Un escenario habitual en los coches cl¨¢sicos. Como se?ala Crist¨®bal G¨®mez, de Seat, "esta tecnolog¨ªa proporciona sus mejores resultados en series cortas de piezas, mientras que su rentabilidad disminuye sensiblemente cuando las series son mayores".
Por su parte, Jaume Homs, de HP, ofrece su visi¨®n del futuro de la impresi¨®n 3D: "M¨¢s que la tecnolog¨ªa de impresi¨®n, son los materiales los que marcar¨¢n lo que se podr¨¢ hacer. Por esta raz¨®n, HP ha creado una plataforma abierta donde los fabricantes podr¨¢n crear materias primas para nuestra tecnolog¨ªa y nosotros las certificaremos y habilitaremos para nuestros clientes".
Aparte de las aplicaciones en el autom¨®vil, la producci¨®n aditiva ha ganado protagonismo en sectores tan dispares como el calzado deportivo, las pr¨®tesis m¨¦dicas y las maquetas educativas. Incluso hay proyectos arquitect¨®nicos que persiguen producir bloques habitacionales en la Luna con impresi¨®n 3D, aprovechando como material de trabajo el propio polvo del sat¨¦lite terrestre.
Se calcula que el mercado de impresi¨®n 3D alcanz¨® los 3.000 millones de d¨®lares en 2015, aunque, seg¨²n los analistas, las ventajas que proporciona har¨¢n que crezca a ritmos de doble d¨ªgito cada a?o y llegue a superar los 10.000 millones en 2020.
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