La impresión 3D también conocida como fabricación aditiva, transforma los planos digitales a objetos físicos construyéndolo capa por capa. Pero ahora, la Industria 4.0 presenta una nueva forma de entender estas tecnología. Hablamos de la impresión 4D. La impresión 4D está basada en esta tecnología con una diferencia. Usa materiales especiales y diseños sofisticados que son programados para solicitar a la impresión 3D que cambie de forma en el futuro. ¿Quieres saber más? ¡Continúa leyendo!
Funcionamiento de la impresión 3D
La impresión 4D se está desarrollando actualmente por muchos líderes de la industria e instalaciones de investigación. A partir de 2017, las compañías más importantes de impresión 4D o laboratorios de investigación son el Laboratorio de autoensamblaje de MIT, el fabricante de impresión 3D Stratasys y la compañía de software 3D Autodesk.
Para tener un control sobre el objeto es necesario tener un control sobre los vóxeles. Un vóxel es equivalente a un píxel en una imagen, la unidad mínima de un objeto tridimensional.
¿Cómo ayudan los vóxeles a la impresión 3D?
Los graduados con un máster en impresión 3D serán capaces de capturar en un formato digital características analógicas de una manera que tenga significado para nosotros. Esto no conlleva que sea fácil de controlar ni programar. Los vóxeles hacen que materias primas inteligentes y activas cobre vida.
En lugar de imprimir en 3D «piezas pasivas» como hacemos en la actualidad, en el futuro imprimiremos «sistemas activos». Cosas físicas que contendrán la inteligencia de los objetos digitales. De esta forma se pueden programar los vóxeles para que cambien de forma o función y juntos configuren objetos diferente.
Actualmente el lenguaje para poder programar estos objetos es sencillo. El software tiene dos estados para describir la presencia o ausencia de material en un diseño: “está” o “no está”. Aunque las impresoras pueden trabajar con vóxeles, no pueden hacerlo todavía a una escala funcional.
Hod Lipson y Melba Kurman, en su libro “La revolución de la impresión 3D”, usa vóxeles para trazar una analogía entre la “materia programada” y “vida biológica”. Las proteínas en los seres vivos están compuestas por 22 elementos esenciales, los “aminoácidos”. “Si 22 elementos son el origen de toda la vida, unos pocos tipos de vóxeles básicos también pueden dar lugar a una enorme variedad de posibilidades”.
Usos de la impresión 4D
Los graduados con un máster en impresión 3D podrán abarcar multitud de ámbitos dentro de la impresión. Vamos a echar un vistazo a todos los sectores afectados:
Avances en medicina
Gracias a los avances en impresión 3D se ha conseguido desarrollar una prótesis capaz de modelarse para adaptarse al crecimiento de la persona que la lleva. También, se han logrado crear materiales elásticos que permiten imprimir tejidos y órganos humanos para los transplantes. Esta ventaja es realmente importante pues se podrían reducir problemas en tiempos de espera. Con esto, la esperanza de vida de las personas enfermas aumenta estrepitosamente.
Además de la medicina, la impresión está permitiendo controlar la materia a nivel molecular. El que pueda mover materia en el espacio a nivel molecular ya no va a tener a tener los límites que antes determinaba la naturaleza de la vida humana. La biología sintética, la impresión 4D y los materiales programables son tan solo pasos en el camino hacia la frontera final de la tecnología.
Avances en el sector industrial
Los expertos en nanotecnología, “impresión 3D” han estudiado que pueden imprimirse llantas que se estríen o expandan conforme al terreno. Trajes corporales que aumenten la fuerza física de sus usuarios y techos cuyas tejas se reconfiguren dependiendo las condiciones climáticas.
Además las fuerzas armadas de EEUU tienen interés en la impresión 4D para poder desarrollar piezas de repuestos para barcos. Asimismo de contextos civiles se podrá aprovechar en contextos militares. Podemos crear edificios autoensamblables que además se estabiliza una estructura provista de electricidad y fontanería. Para la creación rápida de inmobiliaria o para zonas en guerra o en planetas como Marte. De una manera futurista se quieren desarrollar robots que se puedan transformar como si fueran fluidos para atravesar y rodear obstáculos.
La impresión de estas piezas implica el diseño de características programables. Estas características plantean diversos desafíos que superan las capacidades de los actuales archivos de diseño. A la hora de crear componentes más complejos la única limitación vendrá impuesta por la capacidad de procesamiento informático y las leyes de la física.
Producción agrícola
Los sistemas de diseño generativos cultivan una forma a partir de una “semilla” siguiendo un conjunto de reglas. A partir de esto surgen los “patrones reactivos”. Estos permiten a los diseñadores automatizar la producción de formas sofisticadas que se adapten en tiempo real a un entorno desconocido.
¿Qué tal? ¿Te ha parecido interesante? Si quieres saber más sobre impresión 3D y de cómo va a llegar la futura 4D a nuestras vidas, ¡es necesario estudiar! Para ser un experto en esta tecnología tienes que trabajar duro. Al final del camino, descubrirás que ha merecido la pena. Para convertirte en profesional te animamos a estudiar un máster en Industria 4.0 y llevarlo hacia este campo de investigación. ¿Te gustaría saber más sobre los estudios que ofertamos? ¡Echa un vistazo a nuestra web!