Junto con la Internet industrial, la impresión 3D está a punto de transformar la fabricación. Según la firma de investigación tecnológica Canalys, el mercado podría alcanzar los 16.200 millones de dólares estadounidenses para 2018. Mientras empresas como Carbon3D trabajan para llevar el proceso a velocidades industriales, los científicos ya exploran la próxima evolución de esta tecnología: la impresión 4D.
La impresión 4D fabrica objetos que pueden transformarse con el tiempo. El matemático del MIT Dan Raviv y sus colegas demostraron el concepto en 2014 con productos capaces de cambiar de forma después de ser impresos.
Mientras que la impresión 3D tradicional utiliza materiales mecánicamente pasivos, como plástico o metal, la impresión 4D se basa en materiales activos para crear estructuras dinámicas. La investigación del Sr. Raviv, por ejemplo, combinó un plástico rígido con un material que duplica su volumen al sumergirse en agua. Esto permite que los objetos se estiren y plieguen hasta adoptar formas basadas en diseños desarrollados con ayuda de Autodesk, una empresa de diseño 3D con sede en California. (La fórmula precisa del material absorbente de agua, desarrollado por Stratasys, sigue siendo un secreto comercial.)
La forma en que los materiales activos reaccionan a factores como el calor y la presión determina las formas que pueden crearse. El Sr. Raviv imagina implantes médicos capaces de cambiar de forma y función en respuesta a las condiciones del cuerpo, o prendas de vestir y calzado que optimicen su rendimiento al percibir el entorno.
El objetivo último, por supuesto, es imprimir varios materiales activos de manera simultánea para fabricar piezas complejas, como circuitos, actuadores, baterías y sensores integrados en dispositivos sofisticados. «El objetivo de nuestro laboratorio es imprimir un robot que salga caminando de la impresora», afirma Hod Lipson, director del Creative Machines Lab de la Universidad Cornell.
No es el único que persigue ese objetivo. El año pasado, en la Universidad de Harvard, Sam Felton y sus colegas inventaron un androide capaz de transformarse de una lámina en una figura de origami motorizada. El robot consistía en papel recubierto con un plástico que se contraía al calentarse, además de motores, baterías, microchips y bisagras diseñadas para plegarse en ángulos específicos. Después de que los componentes electrónicos calientan el plástico, la máquina se pliega sola y luego puede caminar una vez que el sistema se ha enfriado.
En el futuro, estas tecnologías podrían permitir que las máquinas impresas se envíen en cajas planas y se autoensamblen al abrir la caja. Otra posibilidad, según Daniela Rus, informática del MIT, sería que los clientes eligieran un robot de una biblioteca de diseños personalizables y luego recogieran el resultado impreso en una tienda abierta las 24 horas.
La parte más difícil por ahora, afirma el Sr. Lipson, es imprimir los circuitos que hacen las veces de cerebro y los actuadores que actúan como músculos. También se necesita investigar nuevos materiales activos. «Tendremos que encontrar formas de imprimirlo todo junto y crear una nueva generación de herramientas de diseño que nos permita explorar este nuevo espacio de diseño. En mi opinión, esto requerirá herramientas de IA, ya que la capacidad humana para imaginar las posibilidades es demasiado limitada», señala.
Este artículo se publica en colaboración con GE Look Ahead. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Charles Q. Choi escribe para GE Look Ahead.
Una figura es impresa por la impresora 3D F1 de Aurora durante la exposición Computex 2014 en el pabellón de exposiciones TWTC Nangang. REUTERS/Pichi Chuang
