Si ya nos parecía la mejora del futuro la impresión 3D, ahora la industria 4.0 ha dado un paso más. Se está trabajando para desarrollar una tecnología mejor: la impresión 4D. ¿Qué es? ¿En qué se diferencia de la anterior? ¿Cuáles son sus mejoras? ¡Presta atención!

¿En qué consiste la impresión 4D?

La impresión 3D también conocida como fabricación aditiva, transforma los planos digitales a objetos físicos construyéndolo capa por capa. Sin embargo la impresión 4D está basada en esta tecnología con una diferencia clara. Usa materiales especiales y diseños sofisticados que son programados para solicitar a la impresión 3D que cambie de forma en el futuro.

¿Cómo funciona la impresión 4D?

La impresión 4D se está desarrollando actualmente por muchos líderes de la industria e instalaciones de investigación. Desde 2017, las compañías más importantes de impresión 4D / laboratorios de investigación son el Laboratorio de autoensamblaje de MIT, el fabricante de impresión 3D Stratasys y la compañía de software 3D Autodesk. El Consejo de Orientación para el Empleo informó que aproxidamente el 50% de los empleos  que existen actualmente serán sustituidos por la robótica, la inteligencia artificial y las tecnologías 3D.

Básicamente la impresión 4D es una renovación de la impresión 3D donde se utilizan materiales especiales para imprimir objetos que cambian de forma en su post-producción. Estos tipos de deformaciones de estructuras no son nuevas, los investigadores han demostrado la “memoria” y la “inteligencia” que tienen algunos materiales, como por ejemplo un cambio en la estructura debido a un cambio de temperatura.

Uno de los primeros ejemplos de los investigadores del MIT fueron imprimir estructuras 3D usando materiales con diferentes propiedades. Uno que se permaneció rígido y otra que se expandió un 200% su volumen. Los materiales en expansión se colocaron estratégicamente de tal forma que a partir de las iniciales «MIT» se demostró que se podía evolucionar a otra formación que se parece a las iniciales «SAL».

Sin embargo, otros laboratorios de investigación se centran en «programar» la forma deseada del objeto en la microestructura. Este enfoque hace uso de las capacidades descubiertas en las estructuras microscópicas. Cuando están configuradas correctamente, muestran la deformación deseada de la macroestructura. La ventaja es que los objetos impresos 4D pueden aprovechar las impresoras y los materiales 3D existentes.

¿Y ahora qué?

La demanda laboral es más fuerte para los ingenieros con un máster en impresión 3D que pueden hacerse cargo de temas específicos en impresión 3D. Por lo que con un máster podremos diseñar en un gran rango de aplicaciones como accesorios y productos que se pueden adaptar para mejorar el confort o la funcionalidad. Por ello la empresa Tibbits ve todo tipo de aplicaciones futuras para la impresión 4D. Desde zapatillas de deporte que se ajustan a tus pies hasta ropa que cambia de composición en función del clima.

Usando la impresión 3D, el objetivo es conseguir que los productos impresos puedan transformarse en otros por sí mismos. ¿El objetivo final? Que tenga cierta autonomía para hacer algo: ensamblarse, repararse o responder a la temperatura, entre muchos otros.

También existen usos para materiales autodestructivos preprogramados para el cuidado de la salud – los investigadores están imprimiendo componentes biocompatibles que pueden implantarse en el cuerpo humano. Existen muchos más usos si pueden fabricarse para cambiar de forma y función sin la intervención externa de un cirujano, como por ejemplo los tubos cardíacos.

Esta fue una prueba de concepto para materiales auto-transformables, con un proceso de producción fácil y un conjunto de herramientas disponibles para personalizar y analizar el proceso. Pero aún así, esto solo está arañando la superficie.

En el futuro, el objetivo es producir estructuras más grandes que puedan manejar transformaciones más complejas. También, modelos más pequeños y miniaturizados y con una gran durabilidad a largo plazo.

¿Qué futuro le depara a la impresión 4D?

Como se mencionó anteriormente, la impresión 4D está en una de las etapas adolescentes para convertirse en una ciencia. Sin embargo, algunos científicos creen que la funcionalidad de la impresión 4D está en un futuro cercano o mediano. En otras palabras: su funcionalidad ya se ve en el horizonte.

Hay una gran variedad de ejemplos muestran hasta dónde ha llegado esta tecnología. Piensa en materiales de cambio de forma programables y compuestos de hidrogel. Tras años de investigación y pruebas, muy pronto llegarán las mejoras. En el campo de la medicina se desarrollarán implantes médicos adaptativos, por ejemplo. También se podrán fabricar robots o incluso construir edificios autoensamblables.

Una vez completado un máster en impresión 3D, se obtendrá un conocimiento avanzado de materiales y diseño 3D con el que se podrá crear y fabricar cualquier elemento tridimensional como los descritos anteriormente.