Derechos reservados Warner Bros Entertaiment. … · IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 1 Derechos...

12
IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 1 Derechos reservados Warner Bros Entertaiment. IMPRESIÓNante 3D Laura Esquivel ¿Qué se les antoja imprimir hoy? Hace unos días desfruté un capítulo de la serie The Big BangTheory -- episodio 14 temporada 6-- en el que Howard Wolowitz y Raj Koothrappali reciben unas figuras de ellos mismos, pero al no estar conformes con la apariencia que tienen deciden comprar por 5,000 dólares una impresora 3D usada para confeccionarlas ellos mismos. En este capítulo Raj le dice a Howard: “Una impresora en 3D es el sueño de todo ingeniero; todo lo que diseñes la impresora en 3D te lo hace en plástico”. Seguramente esta información sorprendió a más de uno. ¿Qué es una impresora 3D, para qué se utiliza y qué se espera desarrollar con ella en un futuro?, ¿será que podremos hacer figuras de

Transcript of Derechos reservados Warner Bros Entertaiment. … · IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 1 Derechos...

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 1

Derechos reservados Warner Bros Entertaiment.

IMPRESIÓNante 3D Laura Esquivel

¿Qué se les antoja imprimir hoy?

Hace unos días desfruté un capítulo de la serie The Big BangTheory --

episodio 14 temporada 6-- en el que Howard Wolowitz y Raj Koothrappali

reciben unas figuras de ellos mismos, pero al no estar conformes con la

apariencia que tienen deciden comprar por 5,000 dólares una impresora

3D usada para confeccionarlas ellos mismos. En este capítulo Raj le dice a

Howard: “Una impresora en 3D es el sueño de todo ingeniero; todo lo que

diseñes la impresora en 3D te lo hace en plástico”. Seguramente esta

información sorprendió a más de uno.

¿Qué es una impresora 3D, para qué se utiliza y qué se espera

desarrollar con ella en un futuro?, ¿será que podremos hacer figuras de

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 2

nosotros mismos con sólo escanearnos, o que en unos años podríamos

tener una impresora de éstas en casa para imprimir objetos de utilidad en

nuestros hogares? No lo sé, pero lo que sí sé es que actualmente estas

impresoras se están utilizando desde en la industria de la moda para

diseñar colecciones originales, hasta en proyectos de investigación

científica en los que se busca recrear el Big Bang.

Figura 1. Algunos usos de las 3D.

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 3

La empresa STRATASYS --http://www.stratasys.com/es-- es una de las

encargadas de fabricar impresoras en 3D y actualmente están apoyando la

producción de modelos arquitectónicos detallados en toda la gama de

materiales, incluidos fotopolímeros rígidos preparados para pintar. En la

industria aeroespacial se usan para construir prototipos especializados y en

la fabricación de piezas en las que se utilizan termoplásticos de alto

rendimiento, incluido el ULTEM 9085, para fabricar sujeciones, fijaciones,

aparatos de comprobación y piezas finales de aeronaves. En la industria

chocolatera las 3D evitan la necesidad de moldes para crear un chocolate,

disminuyendo el tiempo de producción y los costos, pues no se gasta en

fabricar moldes para crear las figuras de chocolate. En la industria de la

moda se confeccionan colecciones completas con materiales rígidos y

flexibles que ya no son sólo modelos, prototipos o moldes, sino productos

terminados.

En la investigación científica, por ejemplo, se utilizan en

investigaciones de óptica y para el proyecto ALICE (Accelerators and

Lasers In Combined Experiments) en Rusia, en donde se utilizan materiales

rígidos.

De pasarela…

La diseñadora de modas Iris Van Herpen, pionera en los diseños a partir

de impresiones en 3D, decidió reunirse con científicos para crear una

colección completamente diferente en cuanto a su manufactura, pues

requería de algo más que telas para fabricar sus creaciones. Entre las

primeras prendas que elaboró junto con ellos estuvieron una falda y una

capa que recuerdan mejillones (figura 1). Los materiales empleados

debieron ser flexibles para que las modelos pudieran vestirse con ellos. La

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 4

empresa que fabrica las impresoras 3D, junto con Neri Oxman,

investigadora del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), buscó

construir una prenda con dos materiales completamente diferentes uno

suave y otro duro.

Uno de los problemas a los que se enfrentaron para crear esta

colección fue unificar los dos materiales y finalmente éstos se intercalaron

para fabricar uno flexible. Para ello Van Herpen desarrolló un textil

innovador llamado TPU 92A-1, el cual se ha anunciado como el primer

material imprimible y flexible lo suficientemente resistente como para ser

usado y lavado en lavadora. Desde hace cerca de dos años los diseños

con esta tecnología se están utilizando con mayor frecuencia.

Van Herpen debió escanear a sus modelos y en lugar de usar

alfileres para ajustar las cinturas y los largos de falda, se utilizaron

computadoras y programas para realizar los cambios antes de tener el

resultado final e ir a la pasarela. “La gente ha estado usando los tamaños

incorrectos de ropa, pero todos pueden ser escaneados para que su ropa

les quede a la perfección” expresó la diseñadora cuando presentó su

primera colección impresa en 3D. Si esto se convirtiera en realidad se

podría revolucionar la forma de ordenar y comprar la ropa en un futuro.

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 5

Figura 2.Vestido en forma de mejillón impreso con dos materiales uno duro y otro flexible,

colaboración con ayuda de Neri Oxman y Stratasys. Imagen tomada de la web:

http://www.additivefashion.com/wp-content/uploads/2013/05/11Lowres-LRG.jpg

La impresión en 3D podría disminuir los costos de producción, pues el

fabricante no elaboraría la prenda sino hasta que el cliente la pida, esto

llevaría a que ésta sea aún más personalizada en color y materiales.

Las 3D en el ICN de la UNAM

El Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM cuenta con una impresora

3D en el Laboratorio de Detectores. Con esta adquisición el Laboratorio se

coloca a la vanguardia tecnológica. El responsable de la operación de la

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 6

3D es el físico Enrique Patiño, quien en una entrevista me comentó que

uno de los primeros problemas a los que se enfrentaron fue decidir qué

impresora comprar, ya que debían adquirir la que cumpliera con las

características necesarias para los proyectos que desarrolla el Laboratorio.

Con la 3D ahorran tiempo y en lugar de importar piezas de Europa o

Estado Unidos como dispositivos de optoelectrónica que permiten emitir,

detectar o controlar luz visible, rayos gamma o rayos X, ellos los fabrican.

En este caso los materiales que utiliza la impresora 3D son rígidos y

algunos transparentes. Debido a que se trata de proyectos que necesitan

una alta precisión la impresora debió ser llevada a controles de calidad;

físicos e ingenieros le realizaron diversas pruebas, entre ellas una de

óptica. Los proyectos realizados en el laboratorio son el estudio de

detectores Cherenkov con aerogeles, la construcción de la electrónica

“front end” para el detector BATATA (un telescopio de muones para el

detector AUGER) y el desarrollo de nuevos detectores de tipo GEM (Gas

Electron Multiplication).

Figura 3. Muestra de prototipos de pruebas realizadas con la impresora 3D del ICN, al

fondo vemos una de las piezas con movimiento. Foto de Laura Esquivel.

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 7

Así funciona la impresora 3D

En1995 Tim Anderson y JimBredt, investigadores del MIT, inventaron las

impresoras 3D al adaptar una impresora convencional --inyección de tinta--

para obtener objetos sólidos y no simples hojas impresas.

Uno de los retos más divertidos es hacer funcionar la impresora,

pues no se trata de escanear y esperar a que mágicamente salga el

objeto volumétrico deseado. Enrique Patiño, del ICN, señala que “se

requiere diseñar programas que originen un prototipo para dar paso a la

magia”. La impresora en 3D contiene materiales que pueden ser maleables,

entre ellos plásticos, en lugar de contener cartuchos con tinta negra o de

colores. El siguiente paso es imprimir la pieza completa o por partes según

lo que se requiera dependiendo de las características de cada impresora.

Debido a que la dureza de los objetos es básica, se realizan

pruebas en cada prototipo para enviarlos a un centro de maquinado que

realiza la parte final para obtener las piezas en metal. La siguiente etapa

es la manufactura asistida por medio de computadoras que se encargan,

con ayuda de los ingenieros, de generar códigos para que el programa de

la computadora los lea y elabore los objetos.

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 8

Figura 4.Proceso de impresión con una 3D

¿Y después?

Aun cuando los materiales para las impresiones en 3D han evolucionado,

se busca desarrollar una amplia gama de materiales como nylon, maderas,

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 9

sal y cemento a partir de los plásticos, e incluso llegar a imprimir

alimentos. Pero también hay futuro en:

Figura 5. Muestra los productos que podrían estar en el mercado. En el caso de la

medicina las prótesis ya podrían estar en el mercado. Con respecto a la fabricación de

armas (defensa) los prototipos pasan por pruebas de calidad específica y detallada.

• Productos comerciales. En este caso se utiliza material de nivel de

producción incluidos los termoplásticos de alto rendimiento. Se producen

prototipos, moldes e incluso piezas finales con gran detalle que incorporan

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 10

materiales rígidos, suaves, transparentes y flexibles para ser usados en

cualquier herramienta.

• Productos de consumo. Estas impresoras deben poseer una amplia

gama de materiales para imprimir, entre ellos encontramos materiales

flexibles, trasparentes y rígidos. Pueden utilizarse para imprimir artículos

deportivos, electrónicos de consumo e incluso juguetes.

• Odontología digital. Aquí se combina la exploración oral con el

diseño CAD/CAM y la impresión 3D, debido a que los laboratorios dentales

pueden crear de manera rápida y sobre todo precisa objetos como

coronas, puentes, modelos cerámicos y toda una gama de aplicaciones

para ortodoncia.

• Medicina. Para este sector se buscan prototipos de guías quirúrgicas

tan precisas como sea posible así como dispositivos médicos realistas, los

materiales utilizados deben ser flexibles de opacos a trasparentes. Se

utilizan también termoplásticos de alto rendimiento. Los materiales deben

ser biocompatibles para que se pueda aprovechar la escalabilidad de la

impresión en 3D y las capacidades geométricas en atención a cada

paciente junto con los avances experimentales. Incluso se están realizando

prótesis y reconstrucción de partes faciales.

• Educación. Es utilizada por diseñadores e ingenieros y lo que se

busca es potenciar la creatividad llevándola a un nivel de posibilidades

ilimitadas, para que los alumnos logren llevar sus ideas de la imaginación

a la estructura física.

• Defensa. Se busca la fabricación de prototipos ultradetallados suaves

con materiales flexibles. Se requiere que los prototipos en este sector sean

fuertes y resistentes con una funcionalidad dura y que las piezas sean de

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 11

uso final y de reemplazo rápido, además de que puedan ser expuestas a

químicos y temperaturas extremas con el menor daño posible.

Uno de los futuros de la impresión 3D es la bioimpresión de órganos

compatibles y así evitarnos estar en lista de espera para un trasplante de

órganos permitiendo salvar a un mayor número de personas posibles. Sin

embargo esto aún esta en prueba ya que los órganos impresos deben ser

compatibles con la persona a quien se le implanten para que sean

funcionales. Quizá no falte mucho para que estemos imprimiendo no sólo

órganos para la humanidad (corazones, riñones) sino que también

podríamos tener una impresora de este tipo en casa para facilitar nuestras

vidas cada vez más.

“Nuestra imaginación es el límite para las impresoras 3D”

Enrique Patiño

Bibliografía

• Stratasysfor a 3D world, consultada el 17 de octubre de 2014.

http://www.stratasys.com.mx

• Teknociencia.ch. CERN LHC Experimentos y Detectores: Atlas, CMS, Alice,LHCf y

TOTEM. Consultado el 25 de noviembre de 2014 en

http://science.portalhispanos.com/wordpress/fisica/cern-lhc-y-sus-detectores-atlas-

cms-alicelhcf-y-totem/

Bibliografía de divulgación

• Diario El Universal sección cultura, “Impresión 3D, el futuro a la medida”,

consultado el 18 de octubre de 2014.

http://www.eluniversal.com.mx/notas/898769.html

IMPRESIÓNante 3D / CIENCIORAMA 12

• Dirección General de Comunicación Social Universidad Nacional Autónoma de

México (GGCS, UNAM) 8 de abril de 2013. Consultado el 20 de octubre de

2014 http://www.dgcs.unam.mx/boletin/bdboletin/2013_216.html

• Tedx Amsterdam x=independently organizad TED event. 2014. 3D Printing: The

face of future fashion? Consultado el 20 de octubre de 2014.

http://www.tedxamsterdam.com/2013/07/3d-printing-the-face-of-future-fashion/

• Miguel Enrique Patiño Salazar, Avances del V0 Plus 23/oct/13-14/Nov/13,

Equipo de manufactura, Instituto de Ciencias Nucleares, UNAM. Consultado 19

de octubre de 2014.

• Miguel Enrique Patiño Salazar. Instituto de Ciencias Nucleares, Laboratorio de

Detectores, Presentación IPN V2, consultado 19 de octubre de 2014.

• Womenswear/Iris Van Herpen. Consultado el 20 de octubre de 2014.

http://www.irisvanherpen.com/home