La impresión 3D o fabricación additiva, es la construcción de modelos tridimensionales por addición de material capa a capa partiendo de su representación virtual.
La Revolución “media”
“En realidad la tecnología (cualquier tecnología), unida a la ciencia, ha producido en los últimos decenios un cambio claramente perceptible en nuestra forma de vivir y de entender la realidad. (...) Pero la tecnología nos permite, además, transformar el mundo, nuestras sociedades e incluso a nosotros mismos.”
Miquel Barceló, Decano Facultad de Informática, UPC. Prólogo “Mundo Digital”, 1995
La revolución digital lleva décadas en marcha, sin embargo ninguna tecnología ha sido considerada hasta ahora el catalizador de una tercera revolución industrial. La innovación tecnológica ha sido el motor de cambio de la sociedad, pero sólo de la mano de la industria ha tenido el poder transformador del que habla Barceló.
En esta línea, The Economist cree que la impresión 3D tiene el potencial capaz de cambiar el mundo tal y cómo lo conocemos hoy en día. La gran diferencia respecto a la primera y la segunda revolución industrial es que ésta es la primera revolución “media”, basada en la digitalización de la industria. Sin embargo, no sólo debemos tener en cuenta el gran salto hacia la digitalización, sino que el cambio sustancial vendrá dado por las consecuencias que supondrá la implementación de esta tecnología, tal y cómo suscribe el periódico en su artículo, “As manufacturing goes digital, a third great change is now gathering pace. It will allow things to be made economically in much smaller numbers, more flexibly and with a much lower input of labour, thanks to new materials.”
Aunque las técnicas actuales van a seguir vigentes, muchos creen que el cambio es imparable y que el futuro de la industria ya no se encuentra en las fábricas tal y como las conocemos, como Colin Smith, director de Ingeniería y Tecnología de Rolls-Royce, “the days of huge factories full of lots of people are not there any more”. O quién cree que las máquinas van a sufrir una profunda transformación, “Most of their operators, men and women, sit in front of computer screens. Nowhere will you find a hammer”. De una forma u otra, podemos decir que “now the tools are changing in a number of remarkable ways that will transform the future of manufacturing”, tal como remarca el artículo.
Euforia
Esta explosión de positividad tiene su homónimo analítico en el estudio de la consultoría tecnológica Gartner, Hype Cycle, que situaba en 2012 a la impresión 3D en su mejor momento.
La representación gráfica en forma de curva muestra el grado de inmersión y aceptación de la tecnología en la masa de usuarios y organizaciones, relacionando expectativas y tiempo. De esta forma, marca las diferentes fases por las que pasa la tecnología, desde su lanzamiento hasta su obsolescencia.
La gran ventaja de la tecnología es que responden por igual, siguiendo un patrón predecible que sirve de herramienta de análisis para predecir el futuro de su evolución. Junto con el BYOD podemos ver cómo la impresión 3D puede que tenga un futuro incierto entre 5 y diez años.
Sin embargo, aunque Gartner dibuja una curva patrón igual para todas las tecnologías, la experiencia nos dice que el tiempo no es un valor numérico estable, ya que a medida que avanzamos en la historia, las tecnologías progresan a una velocidad superior, alcanzando resultados más complejos en menos tiempo. Este fenómeno es descrito por Nicholas Negroponte cómo el “factor multiplicador de la tecnología”. Según Negroponte, las nuevas tecnologías evolucionan de manera exponencial en relación con las anteriores, es decir, la impresión 3D va a evolucionar más y más rápidamente, que lo que lo hizo la imprenta en su momento álgido. El potencial de la tecnología crece infinitamente cuanto más tarde aparece. Para entenderlo mejor, si trazáramos una curva, las X avanzarían regularmente, mientras que los valores Y tenderían a crecer al infinito.
En la misma línea, hay quién equipara el momento actual a la aparición de los primeros PC’s, como dice Joshua Pearce, profesor del Departamento de “Mechanical and Materials Engineering” en la Queens University, Canada, “At this point, 3-D printing is like the beginning of the computer revolution in terms of possibilities. You can design and print anything you dream up”, y Ken Rother, consultor en Treehugger: “3D printing right now feels like computers did in the late seventies, an explosion of creativity and building in garages and basements, just waiting for the killer app.”
Círculo virtuoso
“El negocio de bits está evolucionando, es aquél en el que la gente hace bits o añade valor a los bits existentes. Bajo esas condiciones, la naturaleza de cómo hacer negocios cambia. Se encuentra, por primera vez en la historia, el concepto de una industria casera global (anteriormente sólo existían multinacionales, sólo compañías realmente grandes). Una pequeña compañía multinacional es ahora novedosa y posible gracias al nuevo tipo de producto, un producto que no tiene peso, tamaño, color o masa, y que puede viajar a la velocidad de la luz”
Nicholas Negroponte, Fundador del MIT Media Lab. "Mundo Digital", 1985
Pero porqué esta tecnología parece haber salido de repente de la nada?
En realidad, la fabricación additiva existe desde la década de los 80, y es utilizada por la industria para testar prototipos antes de embarcarse en la producción de grandes tiradas. Sin embargo, hasta ahora los costes y el acceso a las impresoras era poco asequible para la gran masa de usuarios, reservándose para la industria más puntera.
Hoy en día, gracias a los bajos costes y al desarrollo de la técnica additiva, se ha revolucionado el mercado de las impresoras 3D, desarrollando soluciones más accesibles para el resto de la masa de usuarios. De esta forma, puede las impresoras 3D entren literalmente en nuestras casas, dando la oportunidad a no profesionales, e incluso a diseñadores industriales e ingenieros, de plantear nuevas soluciones cien por cien realizables desde sus casas.
Pero la revolución no solamente yace en la entrada al ámbito doméstico, sino en las implicaciones y las consecuencias que se derivan, y que van a abrir nuevas oportunidades de mercado. Hablo de conceptos como desmaterialización, localización, democratización de la tecnología, personalización, co-creación, “downloadable design”, “mass customization”, “social manufaturing” u Open Source Appropiate Technology (OSAT).
Desmaterialización, democratización y localización
“It is like the music for our iPod; dematerialized bits and bytes put together again where we need it, without the waste of a physical intermediary. In a world where we watch our carbon as closely as our waistline we don’t want to be driving to stores; in a world where almost everything can be digitized, why move material when we are interested in ideas, creativity and talent?"
Lloyd Alter, TreeHugger, 2010
En un momento en el que la huella ecológica es uno de los principales problemas de la industria, la impresión 3D se presenta como la alternativa más eficaz para dar un respiro al planeta.
La transmisión de información en forma de bits en vez de materia, hace que el gasto energético y el coste logístico se vea muy reducido, por lo que permite abaratar costes y potenciar un desarrollo más sostenible sin gasto de recursos, lo que se llama desmaterialización.
Por otro lado, la democratización de los recursos, es decir, el hecho de compartir impresoras, también revierte en un uso más sostenible de la energía y costes económicos. Además, se plantea una nueva forma de relación con la máquina que prima el uso a la posesión, y puede propiciar nuevas estrategias de negocio. Los modelos actuales de mercado van a verse afianzados en un futuro por la democratización tanto de máquinas como de capital social, por lo que la impresión 3D debe apostar por adaptarse también a esta nueva realidad.
De la mano, la co-creación permite compartir tanto conocimientos como recursos, es decir, archivos en códio abierto y espacios para el desarrollo de la actividad industrial.
Finalmente, la localización, es decir, la recuperación de las industrias hacia el lugar de orígen, es la consecuencia directa de un abaratamiento de costes, que permite un mercado local mucho más eficiente. Con la entrada de las máquinas como pilar de la fabricación, la mano de obra humana, en la que se basaba la industria actual, deja de tener un lugar privilegiado, y pasa a ser mero supervisor de la actividad de la máquina. Por lo que el descenso de los costes está directamente relacionado con la reducción de los recursos humanos en los centros de fabricación.
La localización también supone un gran ahorro de tiempo desde que el producto es creado hasta que llega a su usuario, así como unos gastos en logística mínimos.
Downloadable design, personalización y mass customization
En el ámbito de las tecnologías de la información, esta transmisión libre de código permite compartir y enviar archivos para ser impresos en cualquier lugar del mundo, lo que también revierte en unos gastos mínimos de logística y transporte de materia.
Como dice Michael Weinberg, viceptresidente de Public Knowledge y experto en abogacía digital, el futuro es “No more inventory, no more shipping, no more big box retailer. That’s disruptive.”
De modo que la personalización, es decir, la “mass customization” es cien por cien realizable, ya que nos movemos fuera de la serialización. Los costes económicos y de recursos naturales que actualmente supone reproducir un único ejemplar de un producto, basado en la fabricación previa de un molde posiblemente no reutilizable para otros modelos, desaparece con la digitalización, dónde los modelos virtuales son fácilmente editables sin revertir en un gasto económico.
Este cambio va a dar pie a una nueva manera de pensar, creando objetos más centrados en las necesidades personales del usuario, valorando la creatividad y denostando las limitaciones de fabricación. A la vez, los límites formales desaparecen con la desaparición de los moldes, por lo que cómo dice Abe Reichental, CEO de 3DSystems, “The limit is really only your imagination.”
Prestaciones
Además de la domesticación de la máquina, una de las mejores prestaciones es la versatilidad. Actualmente, la impresión 3D ya es capaz de desarrollar tanto piezas complejas de alta definición para tecnología aeroespacial, como pequeños objetos funcionales de uso doméstico. Una de las aplicaciones más demandadas por los usuarios es la impresión de recambios de piezas para objetos domésticos, cómo asegura Joe Shenberger, director de ventas de Desktop Factory cuando afirma que “This would allow people to print out replacements for a dishwasher rack at home. You could go to Mattel.com, download Barbie, scan your Mom’s head, slap the head on Barbie and print it out.”
Pero la alta tecnología está apostando fuerte por sus prestaciones técnicas. Aunque parezca ciencia ficción, la Agencia Espacial Europea (ESA), Foster + Partners y Monolite UK, están preparando el lanzamiento de una impresora 3D para la construcción de viviendas en el polo sur de la Luna, utilizando el polvo lunar, llamado regolito, como materia prima.
En el mismo campo aeroespacial, han sabido aprovechar las ventajas de la localización para reducir costes. Es el caso del proyecto Made in Space, que pretende poner en órbita una impresora 3D para imprimir recambios de las estaciones espaciales de la NASA.
En contra de todo pronóstico, la medicina es la ciencia que más resultados está obteniendo de la impresión 3D.
El futuro de la medicina va hacia la personalización de los tratamientos médicos, por lo que tiene un objetivo común con la impresión 3D. Gracias a las tecnologías de escaneo 3D, se puede reproducir virtualmente el cuerpo humano y modelar sobre él objetos totalmente integrados en su forma. Ésta es la motivación de Bespoke Innovations, una empresa dedicada a la realización de prótesis personalizadas.
Aunque parezca ciencia ficción, hoy en día es posible crear un órgano transplantable con células vivas, cómo ha hecho el doctor Anthony Atala en el Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. Por otro lado, en cuanto a la medicina preventiva, también Lee Cronin, químico de la University of Glasgow afirma que para él “the cool bit, going into the future, is the idea of taking your own stem cells with your own genes and environment and printing your own medicine.”
A caballo entre la ciencia molecular y la gastronomía, Modern Meadow cree que el futuro de la alimentación pasa por la fabricación additiva y desafiando toda ética ha lanzado la primera carne comestible salida de una impresora 3D.
Dejando de lado la polémica, otros proyectos realzan las propiedades gastronómicas y aprovechan el potencial de movilidad de esta tecnología. Es el caso de Airline Food Printer, el trabajo final de Tim Notermans en la Design Academy, que propone un menú para aviones completamente impreso.
Mundo virtual: El papel de las redes
Una revolución “media”, en la que la información es transportada en bits, no se puede desvincular de las plataformas web. El papel de las redes es crucial para entender cómo al gran público ha tenido conocimiento del potencial de esta tecnología.
Podemos considerar la naturaleza social, divulgativa, democrática y colaborativa de internet como la responsable de la meteórica aceptación y inmersión de la sociedad en esta nueva industria, capitaneada por empresas que promocionan sus servicios de democratización de recursos.
Las empresas se han sabido apropiar de las convenciones tácitas de funcionamiento de la red para crear una dinámica comercial propia, formada por elementos que se complementan como empresas, plataformas, laboratorios creativos, redes sociales, máquinas y softwares.
La versatilidad de las funciones para las que está preparada la red ha ayudado a diversificar el mercado actual, de manera que podemos encontrar desde servicios de venta de máquinas, "social manufacturing", archivos compartidos y proyectos de crowdfunding entre otros.
Empresas
La línea que separa empresas y plataformas en la red es muy fina teniendo en cuenta los servicios que ofrecen. Algunas son empresas que ofrecen los servicios de impresión, mientras que otras funcionan como plataformas dónde se descargan y comparten contenidos ya prediseñados.
Estas nuevas empresas han nacido por y para desarrollarse en el medio internet. Pero también hay lugar para aquellas que han sabido reinventarse desde el Mundo Real para sobrevivir y ser competitivos en este nuevo mercado. Es el caso de HP, que ha apostado por la impresión, y ya ha lanzado dos impresoras 3D para uso doméstico, que compartirán mercado con sus impresoras 2D, y que además se han desarrollado en el centro de i+D de Sant Cugat.
Maquinas
En lo que respecta a las impresoras, colectivos y empresas ya compiten por sacar al mercado versiones mejoradas de las anteriores y capaces de ganar a la competencia. Generalmente están enfocadas al público no profesional, por lo que responden a necesidades bastante básicas en cuanto a estética y funcionamiento.
También aparecen impresoras con particularidades específicas, como Recyclebot, proyecto del profesor Joshua Pearce, es una impresora que permite imprimir con plástico reciclado, para que puedas reutilizar tus objetos impresos una y otra vez.
Finalmente, y en la dirección opuesta, pero con mucho potencial y dirigida al mundo profesional, está D- Shape, una impresora de grandes dimensiones que imprime estructuras en materiales calcarios y roca.
Softwares
Las mismas empresas se han lanzado a desarrollar softwares opensource dirigidos a los usuarios no iniciados en el modelado 3D, y que les permiten disponer de una herramienta intuitiva pero poco práctica. Softwares como Tinkercad, Shapeways Creator, Autodesk 123D Design y Sketchup se definen en la web con eslógans cómo “simple to use”, “library of pre-made shapes”, “variety of tools to draw shapes", "then push or pull them to introduce depth” y “software that is still accessible for beginners”.
Abe Reichental, CEO de 3DSystems, cree que aún se debería seguir trabajando en esa dirección, reduciendo la complejidad de las aplicaciones, “we are actively seeking ways to reduce the level of expertise that’s required to design for our machines”.
A parte de los softwares que nos permiten modelar, la impresión 3D se basa en la programación de una placa base que, conectada con las diferentes partes de la impresora, permite el movimiento. Si uno está interesado, es posible programar tu propia máquina a partir de una placa Arduino, el sistema con el que funcionan la mayoría de ellas.
Desde otro punto de vista, la tecnología Kinect de escanner 3D nos permite modelar en tiempo real en lugar de trabajar con código.
Crowdfounding
Pero los avances en ciencia y tecnología no siempre están reñidos con la solvencia económica de una empresa. A la vez, las nuevas tecnologías se valen de colaboraciones simbióticas con nuevos conceptos para avanzar. Así es como los creadores de las impresoras FORM1, Bukobot 3D Printer y B9Creator, se han valido de la plataforma de crowdfunding Kickstarter para financiar su proyecto y llegar al gran público. Este es uno de los caminos que está cogiendo más fuerza para desarrollar máquinas domésticas cada vez más competentes y acordes con la economía de los nuevos usuarios.
Mundo real: El papel de las organizaciones
Mientras se debate su papel en la industria, la experimentación sigue en los Fab Labs, laboratorios de fabricación que impulsó el MIT Media Lab a principios del 2000, de dónde no es casualidad que salieran grandes futurólogos tecnológicos como Negroponte.
A nivel local, Barcelona se ha lanzado también a abrir su centro de experimentación, el Barcelona Fab Lab, a caballo entre un “maker space” y un “hacker space”, dónde se comparten recursos e impresoras. Tomas Díez, director del centro también cree que en un futuro “combinaremos grandes máquinas comunitarias con pequeñas domésticas. Habrá impresoras 3D en las casas en menos de cinco años”.
Con un fin más comercial, se están organizando actos alrededor del mundo que pretenden reunir a diferentes entusiastas de la fabricación additiva, ya sea para compartir recursos, debatir sobre el futuro o proponer nuevas soluciones acordes con la impresión 3D.
En esta línea, se han realizado congresos específicos de debate como Techonomy o el 2013 Consumer Electronics Show, festivales creativos como el 3D Printshow, o ferias especializadas en un mercado, cómo el Decoded Fashion.
Por otro lado, las universidades juegan un papel fundamental en testar la viabilidad de una nueva tecnología. Esto es justamente lo que hace el WOOF, Washington Open Object Faricators, de la Washington University, que se dedica exclusivamente a desarrollar proyectos de experimentación additiva.
El estado cómo órgano socioeconómico debería apoyar la innovación creando infraestructuras e invirtiendo capital económico. Además del capital privado de empresas y plataformas, el motor económico de un país es la industria, por lo que en cuanto a la impresión 3D, los beneficios se verían devueltos en un corto período de tiempo.
La administración Obama es quién lo tiene muy claro, ya que ha impulsado un plan de acción para crear un centro de investigación únicamente sobre fabricación additiva. El centro, apoyado también por lo que ellos llaman “agencias federales” - Departamento de Defensa, Energía y Comercio, la NASA y el National Science Foundation (NCF) - se llama National Additive Manufacturing Innovation Institute (NAMII).
Qué va a suponer la implementación esta tecnología a gran escala? Qué va a cambiar en la industria?
Estas son preguntas que podemos responder hoy de una forma predictiva pero que muy posiblemente nos ayuden a entender un nuevo futuro.
Para empezar, Joshua Pearce piensa que la impresión 3D va a cambiar radicalmente el mundo más allá de la pobreza, “People will be able to ‘print themselves out of poverty’ as the technology continually evolves, cheaper and more accessible 3-D printer ink develops, and a bank of open source designs grows”.
Por otro lado, cree que el abaratamiento de costes revertirá en un retorno de las industrias al país de origen, dando lugar a un mercado local más eficiente y sostenible. “We believe this is an opportunity for recreating a reverse flow, bringing manufacturing activities and jobs back to the United States”
Abe Reichental, CEO de 3D Systems, apuesta por un futuro en el que se hará más barata y accesible: “As these rapid prototyping technologies become more affordable and accessible, they may be a solution for bringing manufacturing jobs back to the United States.”
Aunque por otro lado, afirma que es demasiado osado creer que cada emprendedor de Estados Unidos vaya a instalar una impresora 3D en su garaje, aunque también afirma que “if the costs of rapid prototyping technology continue to decline, it’s hard to see why future generations will have to go to the store to buy anything made of solid plastic or metal. Why buy cutlery and plastic cups if you could just download the design and make it yourself? Plastic water bottles, shower curtains, simple toys, Tupperware, and all types of kitsch. The list goes on.”
Impacto económico
Actualmente, ya se ha analizado cómo la inversión económica en esta tecnología 3D va a ser mpliamente rentabilizada a largo plazo. La consultora Wohlers Associates cree que para 2020 las impresoras 3D domésticas, van a ver reducido su precio hasta 6 veces en comparación con el actual, mientras que se espera que para ese momento la industria de la impresión 3D mueva más de 5,2 billones de dólares en todo el mundo. Tim Caffrey, de Wohlers Associates es positivo en ese sentido, “I am happy to see the additive manufacturing industry recover as quickly as it has. We expect the industry to continue its strong double-digit growth over the next several years.”
Impacto social
Aunque el impacto socio-económico se vislumbra, en general, positivo, la actividad laboral de la sociedad puede verse afectada negativamente en el futuro.
En una industria moderna, desde la Segunda Revolución Industrial, en la que la mano de obra humana es la base de la economía, la reducción de plantilla a favor del aumento de los recursos mecánicos puede ir más allá de una simple disputa. Así lo afirmaba ya en 1995 Jeremy Rifkin en “The end of work”, anunciando las consecuencias del auge de la tecnología en detrimento de la actividad laboral de la sociedad.
Aún así, Rifkin es optimista en cuanto a las soluciones a largo plazo que van a traer estos cambios recientes, “De modo que aunque las innovaciones tecnológicas, conlleven numerosos despidos a corto plazo, el aumento de la demanda de productos más baratos garantizará una contratación adicional de trabajadores con el fin de satisfacer la creciente demanda de producción” y en cuanto a la especialización."
Propiedad Intelectual
Uno de los grandes problemas que se plantean de raíz, es la viabilidad de una profunda reforma de las leyes de Propiedad Intelectual (IP) para adaptarse a las nuevas necesidades de los creativos.
De una manera u otra, queda claro que las medidas que se tomen van a traer consecuencias en una dirección y en otra, por lo que el tema es bastante delicado, como así lo expone Michael Weinberg en uno de sus ensayos.
En su ensayo “It Will Be Awesome if They Don’t Screw it Up: 3D Printing, Intellectual Property, and the Fight Over the Next Great Disruptive Technology”, examina cómo las leyes de propiedad intelectual (IP) van a tener un impacto rápidamente en la maduración de la tecnología 3D, y cómo los que se vean amenazados por su crecimiento van a tratar de usarlas para parar su desarrollo.
También destaca que en un estadio como el actual aún no se han planteado los problemas con la propiedad intelectual porque los usuarios potenciales están más interesados en la experimentación que en las consecuencias a largo plazo; y concluye que “they tinker with their machines, share their discoveries and creations, and are more focused on what is possible than on what happens after they achieve it."
Desde mi punto de vista, las leyes de copyright van a verse desplazadas de los objetos a los archivos, de los átomos a los bits, otra vez. De manera que “the line between a physical object and a digital description of a physical object may also begin to blur. With a 3D printer, having the bits is almost as good as having the atoms”.
También destaca que el papel de los legisladores va a ser realmente delicado si quieren compensar las posibles infracciones de hoy, con los beneficios del mañana sin coartar ningún potencial.
Y el diseñador, ... qué?
Después de todo, sólo cabe preguntarse qué papel va a desempeñar el diseñador en este inhóspito escenario.
En un primer momento, la impresión 3D fue desarrollada para que ingenieros y diseñadores testaran sus productos antes de enviarlos a producción.
Actualmente, el intrusismos es una amenaza en ciernes. El fácil acceso a softwares opensource intuitivos y fáciles de aprender parece ser el centro del problema.
Pero el debate yace en si se trata de una amenaza real o no. Sea una amenaza o una oportunidad, el reto de los diseñadores a partir de hoy será encontrar aquéllo que lo diferencie de la masa impresora, cómo creativo definir un campo de trabajo cómodo en el que sentirse realizado y de esa forma adaptarse a las nuevas exigencias del sector.
La creatividad, la especialización y los conocimientos teórico-prácticos versus el acceso a medios de fabricación, serán los nuevos items y las herramientas que potencien al diseñador como profesional. Si es así, el diseñador va a ver elevadas sus capacidades como creativo, ya que va a dotar de profundidad y significado a su trabajo, y contrarrestar la falta de contenido, como bien dice Abby Reichental “The limiting factor today is not the cost of systems and materials. It’s not the performance of the end products. It’s a lack of content.”
Proyectos
La experimentación es la primera toma de contacto con toda tecnología, es por esto que el pasado año, el Salón del Mobile de Milán realizó la exposición “The Future in the Making”, con al ayuda de Audi y la revista Domus, que entre otros aunaba proyectos como Solar Sinter, de Markus Kayser, o la propuesta de GGLab con el arquitecto español José Ramón Tramoyeres, Food Printer.
Otros proyectos que traspasan los límites del diseño es el proyecto de Amanda Ghassaei, 3D Printed Record, en el que la reflexión se centra en el paso de lo analógico a lo digital y viceversa.
En cuanto a la relación de la tecnología punta y la artesanía, encontramos proyectos muy interesantes que desplazan los límites de las artes manuales. Es el caso de L'Artisan Electronique, que gracias a otra tecnología, el escaneo Kinekt, reflexiona sobre la arbitrariedad del proceso manual dentro del mundo digital.
"Los bits no se pueden comer, no puede uno vestirse con ellos o usarlos como refugio”
Nicholas Negroponte, Fundador del MIT Media Lab, 1985. Mundo Digital.
Para concluir, podemos afirmar sin ningún tipo de duda que hoy en día la anterior afirmación de Negroponte necesita un buen número de matices para poder categóricamente suscrita, no creéis?