Hubo un momento, en torno a 2012, en el que se suponía que la impresora 3D iba a poblar prácticamente todos los ámbitos de nuestra vida, desde nuestro centro de trabajo hasta nuestros hogares. Sin embargo, esa eclosión del mercado de estas máquinas (capaces de elaborar réplicas de diseños en 3D, generando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador) no ha acabado de producirse. En este reportaje analizamos a fondo los porqués de ese desarrollo más pano de lo esperado y cartografiamos cuál es su grado de implantación en el mundo. Además, ilustramos las utilidades de esta clase de impresoras con algunos de los ejemplos más sobresalientes que se están creando.
Cómo funciona la impresión 3-D
La impresión 3-D es una tecnología disruptiva que posibilita crear objetos físicos a partir de un modelo digital. Se distingue de los procesos substractivos tradicionales de la manufactura en que la impresión 3D no retira material, sino que lo adiciona, capa por capa. Para poder imprimir algo, primero se requiere un modelo 3D del objeto que se desea crear
El funcionamiento de estas máquinas, a grandes rasgos, es muy similar al de la impresión 2-D. En primer lugar, hay que crear el archivo digital y, a continuación, se carga a la impresora a través del ordenador para su impresión. Las principales diferencias estriban en los materiales empleados y en el ciclo de impresión: en lugar de tinta se utilizan otros materiales en formato polvo o líquido.
Breve cronología que explica el punto de partida de la ‘burbuja’ de las impresoras 3-D
Esta tecnología nació en la década de los 80 del Siglo XX. No obstante, no fue hasta cerca del año 2000 cuando empresas de todo el mundo comenzaron a desarrollarla en profundidad. De acuerdo al criterio del diario The Sydney Morning Herald, fue en 2012 cuando realmente comenzó la oleada de exageraciones (al menos en relación a cómo está configurada esta tecnología en nuestro tiempo) en torno a su potencial. Los entusiastas de las impresoras 3D empezaron a imprimir modelos y objetos en sus propios hogares. Artistas, académicos, analistas y tecnólogos perfilaban un horizonte fabuloso de implantación de estos prodigios a solo cinco o diez años. Según ese escenario idealizado, todo, desde ropa hasta los alimentos, se produciría en el hogar a partir de materias primas gracias a los esquemas disponibles en Internet.
La idea fuerza de esa previsión es que las personas ejercerían como una suerte de demiurgo (autor del universo en la filosofía platónica) y producirían todos esos bienes según sus propios deseos y los de sus familiares, amigos y allegados, apoyados en las posibilidades que abriría un uso sistemático de las impresoras 3-D. Sin embargo, todas esas expectativas han resultado, en el momento de escribir estas líneas, exageradas, por no decir infladas. Algunos datos avalan esa constatación: en 2015, los analistas de Canalys, una consultora centrada en el mercado global de tecnología, predijeron que el mercado global de impresión 3D alcanzaría los 20.000 millones de dólares para 2019, con el argumento de que los precios de las impresoras iban a bajar y los consumidores se animarían a comprarlas en masa. Sin embargo, si analizamos los datos de ventas de las impresoras 3D generadas en 2019, identificamos que la venta de artilugios en ese periodo generó menos de la mitad de ese valor inicial estimado.
Factores que explican la falta de ‘brillo’ en las ventas y uso de las impresoras 3-D en los hogares
No parece que el precio esté en la lista de razones que explican esa sobredimensión de las expectativas. Así lo considera Chris Jager, experto en el ámbito de la impresión 3D y compras de la web Finder, el sitio de compra venta de objetos con más audiencia de Australia: “Las impresoras 3D se han vuelto cada vez más asequibles, con modelos a partir de alrededor de 250 dólares (el coste de las más baratas, destinadas a los aficionados, en España fluctúa en un rango entre los 170 y los 300 euros, según explican en la web Creación 3D). Creo que una de las principales barreras de entrada para su adquisición y uso es la falta de formación que existe” para que la gente las pueda manejar con soltura. En ese sentido, el experto de Finder aclara que “la mayoría de la gente ha oído hablar de las impresoras 3D, pero no saben exactamente cómo la tecnología 3 puede mejorar su vida cotidiana”.
Realidad y principales aplicaciones de la tecnología 3-D en este 2022
No obstante, muchas de las predicciones de los expertos del ámbito de las impresoras 3-D se han hecho realidad. Las impresoras son económicas y los esquemas 3D para casi cualquier cosa están disponibles en Internet a través de comunidades como Thingiverse, un sitio web dedicado a compartir archivos de diseño digital creados por los usuarios. Pero el software es complejo, las máquinas son sensibles y requieren una calibración constante. Además, los modelos económicos son pequeños e imprimir incluso el diseño más sencillo es una tarea que puede llevar horas. “Si necesita una pieza de repuesto para algo, como la tapa de la lente de una cámara, generalmente es más rentable comprar la pieza directamente del fabricante”, explica Jager.
Sea como fuere, los números de la industria de impresión 3D impresionan. Hubs, un servicio en línea que conecta a ingenieros y consumidores con una red global de impresoras para la fabricación bajo demanda, ha producido 7 millones de piezas desde 2013. Las proyecciones de esta empresa estiman que el mercado global de impresión 3D se acelerará considerablemente a partir de este punto, triplicándose, hasta el punto de generar 44.000 millones de dólares para 2026. Sin embargo, el cofundador de Hubs, Filemon Schoffer, considera que aspectos como la funcionalidad de esas impresoras y la formación que requieren para darles un uso eficaz son “ un límite fundamental para que incorporemos de manera más generalizada la impresión 3D. Para alguien que no es ingeniero, simplemente no tiene mucho uso, más allá del bricolaje como pasatiempo”.
Según los datos de Google Trends, la mayoría de las cosas que la gente de 2012 pensó que estaríamos imprimiendo son las mismas cosas que la gente está buscando en este momento: comida, casas, partes del cuerpo y ropa. Y en su mayor parte, esas cosas se imprimen en 3D, pero no en la casa de nadie…
La verdadera revolución de la impresión 3D se está expresando a escala industrial
La función primordial de un ingeniero es la de realizar diseños o desarrollar soluciones tecnológicas a necesidades sociales, industriales o económicas. Hablamos de un perfil de profesional al que le encanta crear y construir, que busca ideas innovadoras para resolver problemas cotidianos de diversa complejidad. Por eso su perfil encaja tan bien para fabricar prototipos más rápido o confeccionar artículos únicos por medio de las impresoras 3-D. En esa línea, algunas realidades que se están produciendo con la industria de la tecnología 3-D convocan nuestra capacidad de asombro, cómo la posibilidad de diseñar un jugoso bistec, que ya está disponible en Europa. El ámbito de aplicaciones de esta industria es muy amplio, por ejemplo: un oído impreso en 3D se incorporó a una persona este mismo año.
Principales avances que ofrecen a día de hoy las impresoras 3-D
Estos dispositivos permiten la creación de figuras exactas mediante software de modelado en 3-D. De este modo, se han conseguido grandes avances en los distintos sectores profesionales.
En el ámbito médico, los progresos que favorece el uso de las impresoras 3-D son extraordinarios: de manera que permiten fabricar material quirúrgico adaptado, medicamentos y prótesis personalizadas (quizá una de las más conocidas sean las prótesis dentales, aunque también es muy interesante potenciar la reconstrucción de huesos e incluso imprimir cartílago). Estas impresoras también permiten modelar equipamiento médico en zonas alejadas de la civilización, algo crucial para ayudar a los habitantes de zonas recónditas, de difícil acceso. En el ámbito médico, también fascina la impresión de modelos exactos de órganos humanos. En esa línea, ya se ha diseñado el primer corazón diseñado e impreso con éxito, con células, vasos sanguíneos, etc., creado a partir de los propios materiales y células del paciente.
Sus aplicaciones en el ámbito de la industria aeroespacial también son tremendas. Por ejemplo, optimizan y abaratan el proceso de elaborar telas de metal en malla: un material útil para los futuros trajes para astronautas. También se emplea cada vez más para los satélites que orbitan nuestro planeta. Por ejemplo, Airbus utilizó la fabricación aditiva para construir componentes de radiofrecuencia (RF) para dos satélites: Eurostar Neo y el MIT. También es muy reseñable que, en 2020, la NASA lanzó el vehículo robotizado Perseverance a Marte, con once piezas metálicas impresas en 3D, elaboradas en baja masa y con elevada precisión, que no hubieran sido factibles de modo convencional. Así mismo, destaca la emergente industria de los cohetes impresos en 3-D, en la que sobresale Relativity Space, una startup estadounidense, una de las empresas de la impresión 3D que más fondos ha recaudado. Su proyecto Terran R pretende ser el primer cohete totalmente impreso en 3D y reutilizable, y se prevé que se envíe al espacio, desde Cabo Cañaveral, a partir del año 2024, como explican en la web de Oasys.
También son muy estimables los avances en la industria de automoción, lo que posibilita la creación rápida de prototipos, así como las sujeciones personalizadas y otras piezas de bajo volumen. Sus ventajas son tan evidentes que los fabricantes pueden reducir los tiempos de entrega un 90 %, de manera que se minimizan los riesgos con la integración de los procesos de impresión 3D. La tecnología 3D también está generando una revolución en el sector de la joyería, creando piezas a partir de cera o resina, basadas en el modelo 3D del diseño del joyero. Se están confeccionando, así mismo, gafas y lentes más cómodas y ligeras, con una cantidad mínima de residuos, como se explica en la web Formlabs.
En el ámbito de la zapatería, marcas como New Balance, Adidas o Nike están produciendo en serie suelas intermedias personalizadas, elaboradas con materiales impresos en 3D. En ese sector, la impresión 3D también está empoderando a los clientes, permitiéndoles diseñar sus propios zapatos, tanto para consumo personal como generalizado.
Cifras de volumen de negocio de la industria de la impresión 3-D
Según la web Impresión Digital, Allied Market Research cifró el volumen de negocio de las impresoras personales de 3-D en 1.690 millones de dólares en 2020 y se prevé que alcance los 5.440 millones para 2030, registrando un crecimiento medio anual del 13,5% de aquí a 2030, lo que requerirá de una capacitación de los profesionales que quieran integrarla. “El sector de las impresoras 3D es un segmento del mercado en aumento, por lo que hará falta un grueso de profesionales especializados que a día de hoy es inexistente en nuestro país”, afirman fuentes de Deusto Formación.
El caso de Israel: referencia mundial del ámbito de la impresión 3-D
Según explica el ICEX, entidad pública empresarial española, de ámbito estatal, que tiene como misión promover la internacionalización de las empresas españolas, Israel fabrica alrededor del 40 % de todas las impresoras 3D del mundo. Los sectores en los que más éxito está encontrando son el aeroespacial y defensa, el médico y quirúrgico, el de automoción y el de bienes de consumo (alimentos). Hasta el punto de que. a mediados de 2020, contaba con 270 empresas enfocadas en el sector.
Opiniones de expertos sobre las oportunidades que ofrece el desarrollo del sector
Nora Toure, fundadora de Women in 3D Printing, expresa su esperanza de que "la fabricación aditiva contribuya a la resolución de los desafíos de sostenibilidad que el mundo y la industria manufacturera en general afrontan hoy, al promover la producción local bajo demanda". Por su parte, Arno Held, CVO de AM Ventures predice que, para finales de la década de 2020, la impresión 3D "revolucionará cómo desarrollamos, creamos y obtenemos productos, impulsada por importantes aumentos en la productividad de las máquinas, rangos de materiales más amplios, reciclabilidad mejorada, y mayores niveles de calidad".
En opinión de Jon Bengoetxea, director de Tumaker, una empresa que fabrica impresoras 3D, “acabamos de entrar en un proceso donde las personas llegarán a fabricar casi cualquier cosa estén donde estén y cuando lo necesiten”. Mientras que Javier Bustamante, uno de los impulsores de The Open Shoes, una iniciativa para crear “calzado del bienestar”, pone el acento en el potencial que abre la industria de 3-D para mejorar nuestros niveles de prosperidad: “las impresoras 3D permiten imprimir casas (en China ya se emplean); tejidos orgánicos (en medicina se investiga el desarrollo de órganos impresos para trasplantes); prototipos industriales o, incluso, piezas de recambio (la estación espacial internacional tiene un par de ellas para sustituir piezas sin esperar a recibirlas de la Tierra)”.
Posibilidades y limitaciones de las impresoras del 3-D a día de hoy
En resumen, el creciente uso de la impresión en 3-D en el ámbito empresarial e industrial amplía la versatilidad de las empresas, otorgándoles más flexibilidad en la confección de sus productos y el prototipado rápido. Al tiempo que permite reducir costes, incrementa las posibilidades de personalización y alumbra una nueva industria y sector, que requerirá miles de profesionales cualificados, que exploren las múltiples aplicaciones múltiples aún por descubrir, con importantes ventajas de sostenibilidad, funcionalidad y optimización de la cadena de suministro. Al tiempo que puede ser una gran oportunidad de terminar con la obsolescencia de los productos, contribuyendo así al cuidado medioambiental.
Eso sí, tendremos que estar atentos a cómo recortan de puestos de trabajo en la industria manufacturera convencional (planificando los procesos de readaptación al mercado laboral de esos profesionales, al tiempo que se vela porque esta nueva industria no vulnera los derechos de autor en los múltiples entornos en los que opera.