Impresión 3D de todo: están llegando productos ultra económicos y sin desperdicio

Redacción
Lunes, 04 Noviembre 2019
Impresión 3D de todo: están llegando productos ultra económicos y sin desperdicio - impresoras 3D

Peter H. Diamandis ha publicado un interesante avance de su próximo libro, escrito en colaboración con Steven Kotler y que llevará por título 'El futuro es más rápido de lo que piensa':

La impresión 3D está a punto de transformar la fabricación tal como la conocemos, diezmando los desechos, multiplicando la velocidad de comercialización y aprovechando materiales nunca antes utilizados.

Se proyecta que los productos y servicios de fabricación aditiva se duplicarán en 2024, sólo dentro de cinco años. Pero la impresión 3D no solo hará que las cadenas de suministro se vuelvan de cabeza aquí en la Tierra, cambiando cómo y quién  fabrica nuestros productos, sino que será el catalizador vital para hacer posibles las colonias espaciales (y su infraestructura).

Bienvenido a la era 2030 de la creación de productos a medida, de fuego rápido, ultrabaratos y sin desperdicio ... en nuestro planeta y mucho más allá.

Impresión 3D en la ISS

Hoy, la cadena de suministro más cara del universo conocido se extiende solo a 241 millas. Saliendo directamente del control de la misión aquí en la Tierra, esta red de reabastecimiento se extiende directamente a los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (o la ISS).

Sin embargo, el considerable gasto de la cadena de suministro se debe casi por completo al peso. ¿Por qué? Cuesta  $ 10,000 por libra  solo  sacar un objeto del pozo de gravedad de la Tierra. Y debido a que el objeto tarda meses en llegar a la Estación Espacial, una parte importante de los bienes inmuebles preciosos de la ISS se ocupa del almacenamiento de piezas de repuesto.

En otras palabras, la cadena de suministro más cara de la historia conduce al depósito de chatarra más exótico del cosmos.

La primera empresa que buscaba resolver estos problemas, Made in Space , tenía el ambicioso objetivo de construir una impresora 3D que funcionara con gravedad cero. Y solo unos años después, Made in Space ahora está en el espacio. Por esta razón, en una misión ISS de 2018, cuando un astronauta se rompió un dedo, el equipo ya no necesitó ordenar una férula de la Tierra y esperar meses para su llegada.

En su lugar, encendieron su impresora 3D, cargaron algo de material de alimentación, encontraron "férula" en su archivo de planos y crearon lo que necesitaban, cuando lo necesitaban.

Los éxitos como el de Made in Space representan un nivel de capacidad de fabricación a pedido diferente a todo lo que hemos visto antes.

¿Pero como llegamos aquí?

Las impresoras 3D originales aparecieron en los años 80. Eran torpes, lentas, difíciles de programar, fáciles de romper y trabajaban con un solo material: plástico.

Hoy, estas máquinas han colonizado la mayor parte de la tabla periódica. Ahora podemos imprimir en más de 500 materiales diferentes, a todo color, en metales, caucho, plástico, vidrio, hormigónen  e incluso en materiales orgánicos, como celdas, cuero y chocolate.

Las interfaces son casi simples de conectar y usar, lo que significa que si puede aprender a usar Facebook, probablemente pueda aprender a imprimir en 3D. Y lo que ahora podemos imprimir es asombroso. Desde motores a reacción hasta complejos de apartamentos, placas de circuitos y extremidades protésicas, las impresoras 3D pueden fabricar dispositivos enormemente complejos en plazos cada vez más cortos.

Además, debido a que los objetos se construyen una capa a la vez, la personalización no requiere nada más que alterar un archivo digital. La complejidad del diseño, que alguna vez fue uno de los componentes más caros del proceso de fabricación, ahora es gratis. Y en una gran victoria para nuestro planeta, la impresión 3D también limpia el proceso.

En comparación, en la fabricación tradicional se trata de convertir más en menos. Comience con un gran trozo de lo que sea, y talle, afeite y triture hasta llegar al objeto deseado. La mayor parte de lo que estás produciendo en el camino son desechos.

Pero la impresión 3D convierte este proceso en su cabeza. Al construir objetos de una capa a la vez, el proceso utiliza el  10 por ciento  de las materias primas de la fabricación tradicional, y no es solo el desperdicio lo que desaparece.

La naturaleza a pedido de las impresoras 3D elimina la necesidad de inventario y todo lo que el inventario requiere. Además del espacio requerido para imprimir materiales y la impresora en sí, la impresión 3D prácticamente borra las cadenas de suministro, las redes de transporte, los almacenes, los depósitos y todo lo demás.

Este desarrollo, esta tecnología exponencial única, amenaza con desmonetizar, desmaterializar y democratizar toda la  industria manufacturera de $ 12 billones .

Y una vez más, este desarrollo tardó mucho en llegar. Hasta principios de la década de 2000, las impresoras 3D eran juguetes excepcionalmente caros. Esto comenzó a cambiar en 2007, cuando lo que una vez fue una máquina de varios cientos de miles de dólares estuvo disponible por menos de $ 10,000.

Solo un año después, los primeros objetos impresos en 3D llegaron al mercado. Artículos para el hogar, joyas, ropa, incluso extremidades protésicas. El transporte fue el siguiente: 2011 vio el primer automóvil impreso en 3D del mundo. Los motores a reacción pronto siguieron, y los motores de cohetes no estaban muy lejos.

Pero 2017 fue el año en que la fabricación aditiva entró en su fase disruptiva. Para entonces, las velocidades de impresión habían aumentado  150 veces , la variedad de materiales había aumentado  500 veces , y las impresoras mismas ahora se podían comprar por menos de $ 1,000.

Convergencias de impresión 3D

A medida que el precio bajó y el rendimiento aumentó, comenzaron a surgir convergencias, y esto es lo que mueve la impresión 3D de una revolución de fabricación a una fuerza de cambio en toda la sociedad.

Tome la informática, por ejemplo. Hace un par de años, la compañía israelí Nano Dimension lanzó al mercado la primera impresora comercial de placas de circuito, un desarrollo que permite a los diseñadores crear prototipos de nuevas placas de circuito en horas en lugar de meses. Dado que el diseño de placas de circuito es un freno a la velocidad del desarrollo de la computadora, es decir, un freno al mayor impulsor de la aceleración tecnológica, esta convergencia no solo representa una revolución en la fabricación de computadoras; pone el pedal al metal en un proceso ya acelerado.

Otra convergencia se encuentra en la intersección de la energía y la impresión 3D, en la que la fabricación aditiva ya está fabricando baterías, turbinas eólicas y células solares, tres de los componentes más caros e importantes de la revolución de las energías renovables.

E incluso el transporte está experimentando impactos similares. Los motores solían estar entre las máquinas más complicadas del planeta. El turbohélice avanzado de GE, por ejemplo, una vez contuvo 855 componentes fresados ​​individualmente. Hoy, con la impresión 3D, tiene  doce . ¿Lo positivo? Cien libras de reducción de peso y una  mejora del 20 por ciento  en el consumo de combustible.

Otra convergencia implica la impresión 3D y la biotecnología. Las primeras prótesis impresas en 3D llegaron en 2010. Y hoy, los hospitales las están implementando a escala. El año pasado, por ejemplo, un hospital jordano introdujo un programa que puede adaptarse y construir una prótesis para un amputado en solo 24 horas. La etiqueta de precio? Menos de US $ 20.

Mientras tanto, como las impresoras 3D ahora pueden imprimir productos electrónicos, estamos viendo innovaciones como Hero Arm: la primera prótesis biónica multi-agarre impresa en 3D del mundo disponible a precios no biónicos.

Y las partes del cuerpo de reemplazo están a punto de convertirse en órganos de reemplazo.

En 2002, los científicos de la Universidad Wake Forest 3D imprimieron el primer riñón capaz de filtrar sangre y producir orina. En 2010, Organovo , un equipo de bioimpresión con sede en San Diego, creó el primer vaso sanguíneo. Y hoy, la empresa de impresión de tejidos en 3D con sede en San Francisco, Prellis Biologics, está logrando velocidades récord en su búsqueda de tejido humano impreso con capilares viables. Con éxito, estos avances en la fabricación aditiva podrían terminar para siempre nuestra escasez de órganos donantes.

Y en el ámbito de los bienes raíces y la infraestructura, la industria de la construcción será totalmente irreconocible en unos pocos años.

En 2014, la compañía china WinSun imprimió con éxito 10 viviendas unifamiliares en menos de 24 horas, cada una con un costo de menos de $ 5000. Unos meses más tarde, WinSun volvió a hacerlo, imprimiendo un complejo de apartamentos de 5 pisos en el transcurso de un simple fin de semana. Y en 2017, una compañía china diferente combinó la impresión 3D con la construcción modular para erigir un rascacielos de 57 pisos en 19 días.

Pero una historia que podría ilustrar mejor el poder de la impresión 3D que cambia el mundo pertenece a un tipo llamado Brett Devita.

Asqueado por las ciudades de carpas que vio en Haití después del terremoto, Devita decidió encontrar una manera de utilizar la tecnología emergente para proporcionar refugio permanente a las personas que más lo necesitan. Formando una organización sin fines de lucro llamada New Story , recaudó capital de investigación de un grupo de inversores conocido solo como "los Constructores" y creó una impresora 3D con energía solar que puede funcionar en los peores entornos imaginables. Democratizando mucho el campo, la impresora de Devita construye una casa de 400-800 pies cuadrados en 48 horas al costo de aproximadamente $ 4,000. Pero estas casas no son bunkers, consisten en ingeniosos diseños modernos con porches envolventes.

Y en el otoño de este año (2019), New Story está comenzando la construcción de la primera comunidad impresa en 3D del mundo: 100 viviendas para ser entregadas o vendidas (sin intereses, préstamos de micro reembolso disponibles para cualquier persona) a personas que actualmente están sin hogar.

Pensamientos finales

La impresión 3D no es un mero cambio de paradigma en la fabricación. Está fundamentalmente democratizando el acceso a recursos vitales, redefiniendo nodos de poder en las cadenas de suministro contemporáneas y convirtiendo los procesos de producción derrochadores en economías de ciclo cerrado.

Ya sea que posea un suministro infinito de órganos o billones de sensores, la impresión 3D y los materiales de producción que desbloquea impregnarán todas las industrias imaginables.

E incluso en algunos de los entornos más áridos, piense: planetas solitarios, zonas de desastre o dispersos entre asteroides en el espacio, la fabricación aditiva es uno de los mejores conductos del mañana para convertir la escasez en abundancia.

 

Categoría: Impresoras 3D
Aplicación: Tecnología