Impresión 3D un mercado en crecimiento

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Cada vez son más las industrias que utilizan esta tecnología para la creación de prototipos y piezas finales pues ahorran costos y tiempo de impresión además de que la flexibilidad en materiales permite mejores acabados
Sector salud

Al escuchar la palabra ‘impresión’ es normal que imaginemos un equipo que bajo la tecnología de tinta o láser nos ayuda en la obtención o reproducción de documentos  —generalmente texto e imágenes— sobre un papel el cual hoy en día puede ser de diversas características.

Pero, ¿qué pasa cuando hablamos de impresión 3D? el concepto parece no resultarnos tan familiar e incluso tampoco nos es tan común haber manipulado una máquina de este tipo. Si bien es cierto que es una tecnología que crece a ritmos acelerados y cada vez tiene más presencia en casi todas las  industrias; algunas empresas o consumidores aún la ven como algo lejano.

Hay quienes comparan los equipos que permiten obtener objetos en tercera dimensión con las antiguas impresoras en donde los dispositivos contaban con un cabezal que al moverse en un solo eje permitía la creación de puntos o líneas hasta formar imágenes en dos dimensiones.

La impresión 3D pareciera un proceso más complejo, sin embargo una vez que se ha entendido el concepto puede resultar más sencillo de lo que imaginaba. Vayamos por partes, para lograr un objeto en tercera dimensión es importante contar con un modelo del mismo el cual gracias a un software especial se podrá imprimir por capas como si lo hiciera una impresora tradicional.

Solo que en este caso, en lugar de que la materia prima sea una tinta y un papel es un material que capa por capa se va fundiendo y vertiendo sobre un molde de manera que una vez frío y endurecido da como resultado la figura.

Esta tecnología cada vez cobra mayor auge y es común que se comience a ver en industrias como la automotriz, aeroespacial, joyera, del calzado, así como en la arquitectura, arte, educación, salud y muchas más.

La impresión 3D ha servido para el desarrollo de prototipos de manera más rápida pues permite que los tiempos de producción sean más cortos ya que se pueden generar cambios y mejoras en el diseño de manera sencilla además de que los costos de producción son más bajos.

Los equipos de impresión se encuentran todavía en evolución por lo que en el futuro cercano los niveles de adopción serán cada vez mayores hasta que lleguen a ser una parte importante en la elaboración de objetos. Esta es una de las tendencias que más prometen y en las que la oportunidad de hacer negocio se va al alza.  

El sector industrial aprovechará las oportunidades que esta tendencia le ofrece para incrementar su producción lo que sin lugar a dudas le traerá beneficios en cuanto al volumen de impresión y ahorros en los costos.

Se cree que la impresión tridimensional sea adoptada en mayor proporción por el usuario quien podrá cubrir sus necesidades individuales con el empleo de equipos asequibles.

No pierda de vista la incursión de esta tecnología en el uso médico en donde ha revolucionado a la industria de las prótesis y la creación de órganos y tejidos en donde expertos aseguran que la impresión de órganos funcionales y compatibles será posible en los próximos años.

Interlatin apuesta por el mercado de consumo con la línea Colibrí Home

Desde hace dos años, Interlatin decidió incursionar en el negocio de la impresión en 3D por diferentes razones una de ellas fue el gran potencial del sector manufacturero a quien le pareció atractivo el proceso de crear objetos a partir de un archivo digital y así resolver una necesidad o problemática.  

Aunque en la actualidad hay diferentes tipos de materiales para crear figuras en 3D como plásticos, polímeros, vidrio metal, cera, tejidos humanos, entre otros; los equipos de la compañía de la línea Colibrí funcionan a través de la tecnología de filamento fundido que emplea un polímero a base de maíz.  

De acuerdo con estimaciones, la impresión en 3D registra crecimientos anuales de hasta el 100% y para el año 2025 tendrá un valor de 500 billones de dólares a nivel mundial;  además de que puede ser utilizada en prácticamente cualquier sector: arquitectura, calzado, joyería, decoración, automotriz, aeroespacial, educativo, alimentos, etcétera.

La oferta de la firma consiste en un ecosistema de impresión en dos vertientes, la primera es una línea de impresoras que incluye dos modelos —se espera el lanzamiento de tres equipos más a finales de año— y un software de diseño que se enfoca sobre todo en las personas que no son expertas en la creación de sus propios proyectos. Esta herramienta permite imprimir en 3D así como reparar objetos ya que es intuitiva.

Para Interlatin es importante incentivar a los usuarios a fin de que comiencen en la creación de sus propios productos y los personalicen, este será el objetivo de Colibrí Educación línea que permite crear cualquier objeto. Se espera que a finales de 2015 se realice un marketplace para hacer intercambio de diseños con las personas que también cuenten con impresoras.

A finales de este mes lanzarán al mercado Colibrí Home, equipo diseñado para el mercado de consumo de fácil manejo el cual imprime piezas de 10x10x10 centímetros y un costo que oscila entre los 5 mil pesos.

La adopción de la impresión en 3D va en aumento y la compañía ve el desarrollo de la industria como una prioridad pues solo de esta manera se podrá potencializar el mercado.

Uno de los retos más grandes a vencer tiene que ver con la evangelización en esta tendencia tecnológica a fin de que los usuarios estén enterados de los beneficios y problemas que pueden resolver al contar con equipos de esta tecnología.

En México actualmente trabaja con tres canales enfocados en el retail y está próximo a firmar con dos más, uno en el Distrito Federal y otro en León, Guanajuato.

Sin embargo se encuentra en negociaciones con un mayorista para integrar esta oferta a su portafolio de producto. Aunado a esto, la compañía realiza y participa en eventos donde dan a conocer las bondades de la marca.

Algunas características de los equipos Colibrí

  • Diseño de hardware electrónico propio que permite controlar la escalabilidad tecnológica de la impresora sin depender de un tercero.
  • Cuenta con Firmware propio en el cual se controla la evolución de la programación del sistema de control. Tienen conectividad USB y capacidad de expansión en formas adicionales de comunicación vía WiFi y Ethernet.
  • El Software es propietario y cuenta con la capacidad adicional de permitir modelar objetos 3D de una manera rápida y sencilla sin la necesidad de un CAD externo, es orientado a niños, entre otras características.

Industria automotriz, su mejor aliada: Stratasys

Para Stratasys la industria automotriz es el segmento con mayor impacto en el país pues tan solo en el Bajío hay una gran inversión de marcas japonesas y armadoras de autos europeas que producen en serie para llegar a mercados como el Latinoamericano.

En el caso particular de la compañía ha incursionado en la producción de piezas finales automotrices, es decir ya no únicamente para el prototipado. Dicho de otra manera con el diseño de una pieza en CAD, se imprime y con esta misma se realiza la prueba en el auto, si se requiere de alguna modificación se hace sobre el archivo, se vuelve a imprimir y a probar hasta que queda tal como debe de ir.

Un proceso que anteriormente llevaba meses en su realización hoy en día es más sencillo con el empleo de tecnología 3D. Por ejemplo, la compañía ofrece dos métodos de impresión, la primera es la conocida como FDM (por las siglas en ingles Fused Deposition Modeling) o Fusión de Moldeado por Deposición que trata de verter plástico caliente dentro de un tubo el cual una vez solidificado crea formas.

La siguiente es PolyJet, técnica de inyección de un polímero que se endurece con la ayuda de una luz ultravioleta. Una de sus ventajas es que permite el empleo de una gama de materiales muy amplia. 

La inyección de polímeros ayuda a hacer  prototipos rápidos y detallados y los materiales pueden ser tanto flexibles  como duros además de que permite el uso de colores. Los prototipos basados en esta tecnología cuentan con un acabado muy similar a los finales. Se estima que los ahorros en tiempo y en dinero llegan al 200%.

Algunas de las ventajas de esta técnica de impresión es que tiene materiales digitales que pueden ser mezclados lo que permite la obtención de nuevas posibilidades de acercarse a los materiales reales en las pruebas. Aunado a esto, los tiempos de impresión se reducen considerablemente y pasan de horas o días dependiendo el tamaño del prototipo.

Entre los equipos que la compañía ofrece al mercado se encuentra el Fortus 400 que además permite la producción In House lo que resulta más cómodo para la industria automotriz  a quien le resulta de mejor manera adquirirlos que contratar un servicio por fuera.

Tanto la tecnología FDM como la PolyJet se complementan, mientras la primera permite hacer prototipos y piezas de uso final, la otra permite utilizar una amplia gama de materiales que permiten diseños más sofisticados y detallados.

En México la compañía ha crecido en número de canales, al momento suma ocho distribuidores quienes se encargan de llevar esta creciente tecnología que además resulta asequible para los emprendedores que deseen crecer en negocios de manufactura, automotriz, prototipado e industria médica.

La evangelización es una parte fundamental para la adopción de la impresión en 3D y esta debe brindarse tanto a los distribuidores como al consumidor final ya que muchas veces ninguno está consciente de los usos que puede darle.

Para los canales, la capacitación aborda cuestiones como las características de los equipos, el tipo de materiales que puede emplear, los alcances que puede tener por industria, entre otros.

Aunado a esto, la compañía apoya a los distribuidores en la cuestión de partes extremadamente técnicas y brinda webinars en donde comparten casos de éxito.

El mantenimiento para este tipo de máquinas no es complejo, ya que al estar tecnológicamente avanzadas el 90% de las problemáticas se resuelven vía telefónica. Los consumibles en cuanto a la relación costo-beneficio el precio es muy bajo pues los materiales se adquieren por kilogramo oscila entre los 250 y 300 dólares pero rinden, son fáciles de adquirir, instalar y no son tóxicos.

Algunos de los modelos que la compañía ofrece

  • Serie Production Fortus 360mc y 400mc. Cada sistema produce piezas precisas, duraderas  y repetibles con rendimiento en termoplásticos de nivel de producción. Funcionan bajo la tecnología FDM que permite alcanzar el equilibrio entre las características de gran detalle y la fabricación de mayor velocidad. El tamaño estándar permite construir piezas de hasta 355 x 254 x 254 mm.

El modelo 360mc fábrica piezas en cinco termoplásticos reales mientras que la Fortus 400mc lo hace hasta en 11 termoplásticos reales para aplicaciones que requieren alto rendimiento, biocompatibilidad, disipación estática o resistencia al calor.

  • Serie Production Fortus 380 y 450. Estos modelos permiten construir piezas de manera rápida. Piezas de usuario final y prototipos funcionales capaces de superar pruebas de mayor exigencia. Con la Fortus 380mc se construyen piezas de 355 x 305 x 305 mm; mientras que la Fortus 450mc permite objetos de 406 x 355 x 406 mm.
  • Serie Production Fortus 900mc. Este sistema crea piezas de hasta 914 x 610 x 914 mm con dos bahías de materiales para conseguir el máximo tiempo de fabricación desatendida.  

Psilos  de la mano del sector educativo y en pro de la investigación

Psilos es otra de las compañías que cuenta con una oferta en impresión 3D con más de 30 modelos de impresoras que permiten el empleo de hasta 200 tipos de materiales y seis de las tecnologías que actualmente existen en el mercado.

La adopción de esta tendencia va en aumento principalmente por las grandes empresas que utilizan esta tecnología ya sea de manera remota —porque mandan a hacer piezas a un centro de maquinado— o adquiriendo equipos para ser operados por su propio personal.

Los últimos cuatro años han marcado la pauta y es que mercados profesionales, de diseño, ingeniería y arquitectura comienzan a adquirir impresoras para equipar sus despachos.

Asimismo, escuelas, universidades e institutos de investigación han encontrado oportunidad y comienzan a invertir en proyectos. Un punto de desventaja quizá sea el del presupuesto como limitante pues en ocasiones alcanza para adquirir el equipo pero no así los insumos y es ahí donde los proyectos son frenados para retomarse posteriormente.

En materia de insumos, estos los provee la compañía, sin embargo la combinación de tecnología con la transformación de equipos y materiales está enfocada a soluciones específicas para mercados como el dental, joyero, ingeniería y arquitectura.

Se podría decir que la impresión 3D nació a partir de la crisis financiera internacional en donde en Estados Unidos se desarrolló un movimiento basado en personas que perdieron su empleo y se dedicaron a hacer cosas por ellos mismos. El resultado fue tomar la tecnología en 3D como un habilitador que les permitía desarrollar sus propias ideas, de ahí surgieron los grandes centros de impresión y vieron en la industria de la manufactura una gran oportunidad.

Esta tecnología también ha permitido cambiar la filosofía de la manufactura ya que permite el diseño de productos y proyectos más eficientes que lo que se hace con máquinas tradicionales. Los diseños pueden ser más eficientes, sencillos y rápidos de elaborar ya que suprime pasos intermedios para su fabricación.

Hay algunos aspectos que marcaran el impacto en el futuro de la impresión 3D, el primero tiene que ver con la personalización de la impresión al ser la única tecnología disponible que permite realizarla por cada producto de manera más eficiente.

El segundo es que el usuario puede producir únicamente lo que necesita sin desperdiciar producto como se hace en la impresión de plástico tradicional en donde si no se imprime cierto número de copias del mismo objeto no hay rentabilidad. Entonces el costo-beneficio en 3D se posible desde la pieza uno.

Otro de los aspectos es que ya comienzan a existir tecnologías de reciclado de materiales para uso como insumo en 3D que trae consigo un impacto ambiental y económico que será más interesante conforme avance. De inicio hay algunos materiales como el pet que permiten la impresión de nuevos objetos.

La compañía brinda capacitación a sus clientes sobre el uso de los equipos pero también tiene acuerdos con instituciones educativas para llevar este conocimiento.  Los cursos constan de tres componentes: información directa en el equipo y en el software asociado a la máquina, mantenimiento, soporte; software de diseño en 3D y por último la unión entre el mundo del software y la impresión misma.

En México, Psilos tiene representación a través de la venta directa de los equipos y algunas alianzas con algunos canales de retail que comercializan el producto, sin embargo el mayoreo no es un esquema que esté contemplado para la distribución de las impresoras.

Algunos de los modelos que la compañía ofrece

  • Serie iPro 8000/ProX 950. Estas máquinas de impresión 3D cuentan con tecnología SLA. Este modelo imprime hasta 10 veces más rápido gracias a su tecnología multi-haz y permite piezas de 1.5 metros de longitud con más de 20 resinas plásticas diferentes.
  • Direct Metal ProX 100/200/300. Estos son equipos que permiten que la nueva tecnología de sinterizado en Metal permita impresiones más rápidas, precisas así como el manejo de aleaciones ferrosas y no ferrosas ayudando también  a desperdiciar menos materiales.

Permite también la impresión de formas y modelos más complejos sin requerir de mayor tiempo de espera.

  • Laser SLS ProX 500, sPro 60/140/230. Estos son equipos de sinterizado multi-material, ideales para la formación de piezas finales con alta precisión en distintos materiales en un solo equipo. Además permite la generación de piezas individuales que pueden utilizarse como sistemas completos. Las máquinas son sencillas de manejar y pueden estar instaladas en plantas de producción.

Los materiales que utiliza son reutilizables en un 80% lo que incrementa la economía de producción y disminuye el desperdicio en la fabricación de piezas nuevas.

Métodos de impresión en 3D

La impresión 3D es un método de manufactura que tiene muchos años operando y ha registrado distintos avances tecnológicos. Este, permite la generación de un objeto a partir de la acumulación de un material a través de diversas técnicas de formado.

Algunas toman materia prima en estado líquido o sólido y con alguno de los siete métodos de transformación crea objetos.

Asimismo, hay una gran dependencia entre la impresión 3D y el diseño hecho por computadora pues no hay manera de generar un objeto si previamente no se utilizó un software para su elaboración.

A continuación algunos de los métodos de impresión 3D

1.- Estero Litografía. Consiste en colocar en un recipiente resina líquida, la superficie del recipiente se solidifica a través de un láser y luego en una plataforma va bajando la parte conforme se solidifica hacia adentro de la tina y capa por capa va formando un objeto sólido. Una vez terminado se debe lijar.

2.-Sinterizado Láser Selectivo. En lugar de endurecer la superficie de un líquido se toma un plástico en polvo y se funde también a través de un láser. Esa fundición va generando un sólido por la acumulación de capas subsecuentes y la fundición consecutiva de la figura va formando un objeto el cual está contenido en un bloque de polvo. Posteriormente se saca, se limpia y está listo.

3.- Triple F. La fundición directa del material toma los carretes del material, se funde el plástico y poco a poco se va creando el objeto.

4.- Color Jet Painting. Utiliza yeso o plástico como si fuera un plotter y forma la figura totalmente a color en estos materiales con los colores del Pantone.

5.-Otra tecnología es aquella que permite imprimir directamente en materiales como el acero, titanio, aluminio, entre otros.

6.-MultiJet Modeling. Utiliza microgotas de material plástico o cera y forma figuras con altísima precisión.

7.-FDI. La cual es similar a la técnica de Estero Litografía solo que lo hace de manera invertida.

Elija el material que mejor se ajuste a sus necesidades

Si bien ya hablamos de las diferentes técnicas de impresión en 3D ahora corresponde el turno a mencionar algunos de los materiales que se pueden emplear independientemente de que debido a la adopción de esta tecnología en un futuro no muy lejano surjan nuevos.

  • ABS. Se trata del Acrilonitrilo Butadieno Estireno el cual es uno de los termoplásticos más utilizados. Este no es biodegradable pero sí es muy duro y rígido con resistencia química. Puede ser soluble en acetona.
  • PLA o Ácido Poliláctico. Es otro de los filamentos mayormente empleados en la impresión 3D. Este sí es biodegradable y por lo regular se obtiene de almidón de maíz de ahí que cuando es derretido da la impresión de tener olor a comida. La textura de la pieza terminada no es tan suave pero sí es más brillante.

Una de las ventajas de este material es que existe la opción de obtener figuras a colores, desde crudo natural hasta fosforescentes o fluorescentes.

  • HIPS. Poliestireno de alto impacto es muy parecido al ABS con el cual se suele combinar para hacer piezas con espacios huecos.
  • PET. O Tereftalato de Polietileno es conocido debido a que es uno de los materiales utilizados para las botellas y envases. Entre sus principales características destaca su capacidad de cristalización lo que genera piezas transparentes. Es fuerte y resistente a los impactos.
  • Laywoo-d3. Se trata de un material que requiere condiciones de temperatura de unos 210°C en donde si e aumenta o disminuye en grados el color que se obtiene es más claro u oscuro. Una vez que se enfría su textura es muy parecida a la madera.
  • Ninjaflex. Este es un Elastómero Termoplástico que sirve para crear piezas con flexibilidad. Su consistencia es como de una cuerda de goma y las piezas obtenidas pueden deformarse.
  • Nylon. Es de los materiales más complejos para la impresión por lo que previo a la impresión se debe secar en horno durante al menos 4 horas fuera de esto es resistente, poco viscoso y aporta flexibilidad y transparencia entre otras cualidades. 
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