Promesas y obstáculos potenciales en las Impresoras 3D

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Por ser uno de los elementos que más rápidamente se está desarrollando en la Industria 4.0, Zonalogística ha hecho esta recopilación de diferentes conceptos respecto a las realidades en las que se desenvuelven las impresoras 3D, la cual esperamos sea de interés para la comunidad logística.

Cuando en junio del 2014, la Oficina Europea de Patentes (OEP) anunció como ganador en la gala de los Premios a los Inventores Europeos, considerado el Oscar de los inventores, al estadounidense Charles W. Hull y quien fue el creador de la primera impresora 3D, nadie se imaginó que esta sería una tecnología con un gran potencial futurista y disruptivo sobre muchos paradigmas existentes hasta ese momento.

Aunque es sorprendente lo que nos ofrece esta tecnología en tercera dimensión, este invento no es tan nuevo, pues Hulls realizó su primera impresión el 9 de marzo de 1983 en donde se obtuvo como resultado final una copa de plástico negro. Sin embargo, tres años después de su primera impresión, Hulls creó la empresa 3D Systems en Valencia, California. Esta tecnología fue creada para hacer objetos de plástico y probar prototipos.

Desde el 2014, la impresión en 3D ha evolucionado hacia un potencial inmediato de utilización masiva en la manufactura instantánea de objetos domésticos y para generar tejidos orgánicos a partir de bases celulares. La realidad es que ya podemos hacer estas cosas que hasta ahora nos parecían de ciencia ficción. Aunque aclaremos que, al día de hoy, la impresión 3D no es todavía un fenómeno masivo en el ámbito doméstico o como mínimo podríamos decir que no ha llegado a convertirse en un objeto cotidiano en el hogar, como sí lo son las impresoras de tinta convencionales.

Una impresora 3D es algo impresionante. En ella podríamos crear objetos de la nada como utensilios domésticos, maquetas, alimentos, componentes espaciales, prótesis, órganos humanos, etc. Podríamos pensar que estas impresoras están diseñadas solo para objetos pequeños, pero no es así, pues ya existen impresoras de grandes dimensiones con el potencial de imprimir casas o edificios. Para este año, la propia NASA enviará una de estas impresoras 3D a la Estación Espacial Internacional con la intención de que los astronautas puedan fabricar piezas que consideren necesarias en el espacio, lo que hace vislumbrar su aplicación en la educación y en las ciencias.

En todo el mundo se han conocido ejemplos de científicos que han acudido a la manufactura aditiva como un medio para crear diferentes tipos de prótesis, buscando sustituir desde un brazo hasta un oído. Tal es el caso del doctor en ingeniería mecánica Javier Munguía, un mexicano que labora en la Universidad de Newcastle, Inglaterra, desarrollando réplicas de columnas vertebrales creadas con impresión 3D para apoyar a pacientes que han tenido problemas físicos, además de idear aparatos ortopédicos diversos hechos con la misma técnica.

Ventajas potenciales

La revolución para manufactura de productos. La impresión 3D, creará nuevos puestos de trabajo especializados, y nuevas formas de negocio. Una sola impresión 3D es capaz de realizar infinidad de productos distintos. 

Flexibilidad y prototipos rápidos. Los diseñadores industriales crean diferentes objetos en plástico, lo que les permite manipular estos prototipos con facilidad y realizar mejoras en el diseño. Para que un artículo o prototipo sea producido o impreso en 3D se necesitan de unas 2 horas aproximadamente.

Personalización. La posibilidad de realizar desde tu casa, tus propias prendas, objetos y productos, de forma personalizada y exclusiva, a menores costos.

Aplicaciones múltiples aún por descubrir. En el campo de la medicina encontramos aplicaciones sorprendentes como, por ejemplo: la creación de prótesis o incluso la impresión de tejidos orgánicos. La impresión 3D tiene mucho campo por recorrer y cada vez se aplicará más campos.

Muchos negocios se verán ampliamente favorecidos, como los joyeros, ya que al poder imprimir en 3D, para hacer anillos, simplemente realizan el molde en un archivo y el dispositivo tecnológico los imprime.

Hacer réplicas de objetos que necesitemos. Por ejemplo, diseñando un producto mecánico para vender. Supongamos que tenemos un clavo, pero necesitamos otro igual. Con esta impresora podemos crearlo. Si se nos ha roto una pieza de un objeto, también podemos crearla para arreglarlo.

Múltiples materiales. Ahora se puede realizar objetos con plástico, cera y goma, probablemente en un corto tiempo, otros materiales estarán involucrados y el abanico de productos que se podrán hacer, cambiará bastante la forma de vivir tal como la conocemos.

Diseño en línea. Gran parte de la manufactura actual se realiza con máquinas específicas o sistemas automatizados, cuya función está limitada y si el producto cambia, la máquina también debe readaptarse o cambiarse. Las impresoras en 3D permitirán reducir los costos en cuanto a maquinarias, y para que los productos no tengan errores en cuanto a diseño, se podrán corregir desde un computador. 

Peligros y obstáculos

Hay un «lado oscuro» de la impresión 3D, según Lyndsey Gilpen de TechRepublic, pues las impresoras 3D son todavía máquinas potencialmente peligrosas que provocan desperdicios y su impacto social, político, económico y ambiental aún no se han estudiado ampliamente. Ella cita los siguientes motivos:

Las impresoras 3D consumen mucha energía. Cuando derriten plástico con calor o láser, las impresoras 3D consumen alrededor de 50 a 100 veces más energía eléctrica, que el tradicional moldeo por inyección empleado para hacer un artículo del mismo peso, según un estudio de la Universidad de Loughborough.

Contaminan. Mientras calientan el plástico e imprimen pequeñas figuras, las máquinas utilizan filamentos PLA que emiten 20 mil millones de partículas ultra-finas por minuto y filamentos ABS que emiten hasta 200 mil millones de partículas por minuto. Estas partículas pueden depositarse en los pulmones o el torrente sanguíneo y plantean riesgos para la salud, indica Gilpen y cita un estudio del Instituto de Tecnología de Illinois, EE.UU.

Dependen de los plásticos. Las impresoras 3D usan dos tipos de plásticos: el PLA es biodegradable, pero la mayoría utiliza filamentos ABS, que contaminan. Todos los restos de plástico producidos por la impresión van a parar a la basura.

Vulneración de los derechos de autor. La réplica de objetos con copyright será difícil de controlar, pues los escáneres 3D permiten la réplica de cualquier objeto, abriendo la puerta al mercado negro de productos ilegales. «Esta potencial situación de piratería digital es comparable a la forma en que internet desafió los derechos de autor de las industrias del cine y la música, las marcas comerciales y las descargas ilegales», apunta Gilpen.

Bioética. La impresión de cartílagos ya es bastante común y se multiplican los casos como el de la empresa Organovo, la cual está imprimiendo células del hígado y del tejido del ojo. Las conversaciones sobre las cuestiones morales, éticas y legales que rodean el bioprinting o impresión de partes del cuerpo, recién empiezan.

Drogas impresas en 3D. El montaje de compuestos químicos a nivel molecular utilizando una impresora 3D es posible. Es un muy largo camino por recorrer que podría permitirles a los químicos crear muchas drogas, desde la cocaína al ricino.

Seguridad de los objetos que toman contacto con comestibles. Se puede imprimir un tenedor o una cuchara en 3D, pero si se utiliza plástico ABS, este material no está libre de BPA (bisfenol-A), una sustancia prohibida en varios países. Además, apunta Gilpen, muchas impresoras 3D tienen espacios donde las bacterias pueden crecer fácilmente si no se limpian adecuadamente.

Disminución de puestos de trabajo. Muchas compañías se van a ver beneficiadas y muchas se van a ver perjudicadas ya que sus negocios se pueden llegar a perder. Por ejemplo, las empresas que diseñan y producen juguetes, o artículos para la decoración del hogar. La elaboración propia de los productos, y la disminución de maquinaria puede conllevar a menos puestos de trabajo en la manufactura.

Usos malintencionados de la tecnología. Existe la posibilidad de crear objetos tales como armas de fuego, y el peligro de generalizar este tipo de objetos, asociado a la falta de regulación respecto a las impresoras 3D, abre vacíos legales que podrían comprometer la seguridad de los países y provocar hechos de violencia. La primera arma 3D impresa con éxito es una noticia vieja, pero sus ramificaciones son muy importantes. Hay empresas apareciendo por todo el mundo tratando de vender estas armas. Algunas de ellas pasan los detectores de metales y después de algunas pruebas, lograron ser utilizadas con éxito para realizar disparos.

Responsabilidad de los fabricantes. Si una persona dispara un arma de fuego impresa en 3D y lastima o mata a alguien, apuñala a una persona con un cuchillo impreso en 3D, o se rompe el cuello mientras andaba en una bicicleta con un casco impreso en 3D, ¿Quién es el responsable? ¿El propietario de la impresora, el fabricante de la impresora o la persona irresponsable que pensó que era una buena idea producir y utilizar un producto no probado?

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