Impresoras 3D a porta en casa

2014/09/01 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

Onde non se espera que as impresoras 3D sexan útiles, os membros da empresa de Oiartzun Tumaker queren introducir as súas impresoras. E é que están convencidos de que si estas impresoras teñen algún límite, a ninguén se lle ocorreu o camiño paira superalo. A tecnoloxía asociada ás impresoras 3D está a evolucionar a gran velocidade e os expertos están convencidos de que antes ou despois chegará aos fogares.
Ed. © Josef KubeAi/350RF

Denomínanse impresoras porque, do mesmo xeito que as impresoras de papel tradicionais, rexeneran o modelo dado. Con todo, en lugar de tirar a tinta sobre un papel, acumulan o material, xeralmente plástico, capa a capa, até converter o modelo solicitado nun obxecto tridimensional. Isto é o contrario á forma tradicional de facer as pezas, que normalmente dan forma a partir dun bloque de materiais, retirando os anacos de material ou erosionándolos en lugares determinados. Na fabricación por adición se parte do baleiro e deposítase o material nos lugares que requira a peza final. O interior pode ter un grao de enchido definido por un mesmo, ofrecendo todas as posibilidades entre estar completamente baleiro e totalmente cheo, modificando o grao de compacidad das pezas.

"A tecnoloxía das impresoras 3D non ten grandes misterios e, de feito, non é nova; estas máquinas levan 30 anos no mercado", explica Jon Bengoetxea, director de Tumaker. Na base trátase dun robot cartesiano que se move en varios eixos e que se deposita sobre unha cabeza. Paira iso quenta o fío de plástico que está enrolado en bobinas ou cartuchos ata que se funde e saca un fío fino. Isto é o que se deposita en capas. "Que facer? --engade Bengoetxeak--, o que o usuario ten en mente. E é que as posibilidades que ofrecen estas ferramentas son infinitas".

Bengoetxea lembra un caso que nunca imaxinase ser cliente deles: "Veu un quesero preguntándonos se as impresoras 3D podían ser útiles paira facer os moldes paira o seu quesería. Estaba moi contenta porque podía facer o que tiña na cabeza, e fíxoo el á medida".

Imaxes realizadas mediante impresora 3D na empresa Tumaker. Ed. Oihane Lakar/Elhuyar Zientzia

Explosión creativa da socialización

O maior cambio que se está producindo en relación ás impresoras 3D é que se están "socializando", cun custo cada vez menor e una maior facilidade de uso. Por tanto, cada vez pódese chegar a máis xente, o que abre o camiño paira crear cada vez máis usos. "Até agora utilizábanse principalmente paira prototipar na fase de deseño de produtos", explica Bengoetxea. O prototipo permite crear e tocar de forma rápida e a baixo custo una réplica do produto final e en función diso propor cambios no produto final.

As impresoras 3D sacaron as opcións das fábricas e leváronas ás escolas, concretamente a varias escolas de Formación Profesional. Así viviu Bengoetxea: "Nos alumnos que están a aprender a deseñar os seus produtos, que até agora só vían o seu deseño na pantalla do computador, o poder ter nas mans supón un cambio tanto na percepción como na actitude: son inmediatamente conscientes do que falta, o que hai que cambiar, etc. É dicir, o proceso de deseño enriquece enormemente, os alumnos motívanse moitísimo".

As empresas, coas portas abertas á creatividade, xa empezaron a utilizar as impresoras 3D no seu día a día, non só paira prototipar, senón tamén paira outros usos: "poden facer case todo o de plástico, son ferramentas, son protectores, son compoñentes das pezas finais... Nós, por exemplo, fabricamos a través das impresoras algúns compoñentes plásticos paira as novas impresoras que estamos a fabricar, de maneira que algunhas as convertemos en pais doutras", di Bengoetxea. Desta maneira, "diminúe a dependencia dos provedores, fanos a medida. Ademais, teñen garantido que van ser pezas sen defectos e son costosamente baratas".

Jon Bengoetxea, director da empresa Tumaker. A empresa, con dous anos de traxectoria, ten xa dous tipos de impresoras á venda e estase traballando na creación dun escáner paira converter obxectos en modelos reconocibles polas impresoras 3D. Ed. Oihane Lakar/Elhuyar Zientzia

Materiais na súa maioría plásticos

As impresoras mencionadas e, en xeral, as que máis se están estendendo no mercado son as 3D que traballan con polímeros. "E é que paira utilizar estas impresoras hai que quentar o material e fundir e o plástico é excelente", precisou Bengoetxea. Existe una diversidade de polímeros, de todos os existentes só uns poucos utilízanse paira imprimir e, con todo, son moitos. Poden utilizarse ABS, PLA, PET, nylon, plásticos transparentes, plásticos flexibles, resinas con po de madeira, plásticos que imitan a pedra, etc.

En canto aos materiais, Bengoetxea explicou que hai "moito traballo": "Cantos máis polímeros póidanse utilizar nas impresoras, máis uso terán as impresoras e, por tanto, máis espazo terán sentido. Por exemplo, no sector alimentario non se pode utilizar calquera tipo de polímero, polo que se as impresoras axústanse aos que se poden utilizar, poden incluírse neste sector. O obxectivo é minimizar os límites".

Moldes creados por un protesista dental paira o seu traballo con impresora 3D. As férulas de corrección dental deséñanse cos moldes necesarios e realízanse en diferentes fases do tratamento. A substitución dun provedor externo por outro na súa clínica supón un importante aforro de tempo e diñeiro. Ed. Tumaker

Estas adaptacións teñen una gran dinámica a nivel mundial, e na empresa Tumaker tamén traballan en homologacións. "Cando salgue un novo material interesante, probámolo e definimos como, en que condicións e parámetros, debe traballar a máquina con este material. Xeralmente trátase de axustes a nivel de software, por exemplo, a temperatura que se debe aplicar ao cabezal da máquina paira fundir o material".

Non todos avanzarán

Aínda que as impresoras 3D que están a funcionar aquí e agora son as que traballan con polímeros, hai outras que funcionan con outros materiais. Algunhas delas son as que traballan con metais, é dicir, máquinas que imprimen pezas metálicas en lugar das de plástico. Uno deles foi presentado na Bienal de Máquina Ferramenta celebrada en xuño en Bilbao. "É un avance espectacular, poder facer calquera forma con calquera metal, pero hai que ter en conta que falamos de tecnoloxía doutro nivel. Trátase de máquinas de uso industrial cun custo de 500.000 euros. Os que temos entre mans custan entre 800 e 1.500 euros", explica Bengoetxea.

Bengoetxea tamén ve un gran futuro ás impresoras 3D chamadas bioprinter, que traballan con células e utilízanse a nivel de investigación.

Imaxe realizada cunha impresora 3D que traballa coa comida. Está feita de azucre. Ed. 3D Systems

Bengoetxea non ve con tanta claridade o futuro das impresoras 3D que saíron paira cociñar. Na base, nestas máquinas, substitúense os cartuchos dos fíos de plástico polos compoñentes que van conter a comida e procédese á separación de cada un dos compoñentes coa forma indicada pola impresora. "Como título teñen moita forza e os medios de comunicación déronlles moito eco, pero hai que ver que futuro terán e se a xente vai apoiar ou non. En definitiva, una cousa é que se pode facer coa tecnoloxía e outro si é rendible facelo. E eu creo que as impresoras que preparan os alimentos teñen un alto custo respecto do que ofrecen", di.

O tempo dirá cales das tecnoloxías que se crearon van seguir adiante e cales non. "Non se pode prever de onde vai actuar o mercado. Nestes momentos a evolución é vertixinosa, con poucos obstáculos paira crear e facer cousas novas neste campo. Con todo, nalgunha ocasión haberá una reestruturación na que diminuirá o número de persoas que traballan", anunciou Bengoetxea.

Con todo, non dubida que antes ou despois converteranse nunha ferramenta habitual nos fogares: "Na actualidade só os afeccionados á tecnoloxía téñena, pero á vista da velocidade de penetración nas empresas, pode ocorrer algunha vez. É un xoguete bonito, permite facer moitas cousas e con elas apréndese moito".

Mediante a impresora 3D analízase o comportamento real das células tumorales
Aínda que a difusión das impresoras 3D produciuse en máquinas que traballan principalmente con polímeros, tamén se crearon variantes que poden ser utilizadas noutros moitos ámbitos. Entre elas, a elaboración de modelos celulares tridimensionales e o estudo do comportamento celular neles. Segundo un artigo publicado na revista Biofabrication, varios centros de biomanufactura chinesa e un laboratorio de investigación do cancro analizaron o crecemento e comportamento de células cancerígenas do pescozo de útero nun modelo destas características. No estudo realizado observouse que as células cultivadas nun modelo tridimensional estaban máis cerca do comportamento intrínseco das células cancerosas que as cultivadas en culturas celulares bidimensionales que se utilizan en estudos de laboratorio.
Ed. Xu Zhao et ao. 2014 Biofabrication
Nunha impresora 3D creada polos propios investigadores, colocouse una mestura de células cancerígenas e gelatina e proteínas fibrosas do pescozo de útero, formando una estrutura reticular coa impresora, que vertía capa a capa, a unha lonxitude e anchura de dez milímetros e a dous milímetros de altura. Ademais de demostrar a supervivencia do 90% das células no proceso de impresión, os investigadores compararon as células amarelas co metabolismo das células das culturas bidimensionales tradicionais. Observouse que ao crecer nun modelo tridimensional, as células presentaban una maior taxa de crecemento e, a diferenza da bidimensional, tendían a formar estruturas esféricas. Así mesmo, as células cancerosas mostraron una maior quimiorresistencia.
Os propios autores anuncian que, á vista das características biolóxicas das células destes novos modelos tridimensionales in vitro, a tecnoloxía de impresión tridimensional de células contribuirá a avanzar na investigación do cancro.