La revolución 3D - Centro de Innovación BBVA

La revolución 3D - Centro de Innovación BBVA

LA REVOLUCIÓN
01
LLEGA LA HORA DE LA
DEMOCRATIZACIÓN DE LAS
TRES DIMENSIONES
SERIE INNOVATION TRENDS
El futuro es
imprimible en
tres dimensiones
02
INFOGRAFÍA
03
La hora de
los ‘makers’
04
05
Impresión 3D
“Los ‘makers’
necesitamos construir
para expresarnos”
Revolución 3D
en sanidad
01
El futuro es
imprimible en
tres dimensiones
El 68% de las empresas va a aumentar sus
inversiones en tecnología 3D durante 2015. (
1983. El ingeniero
estadounidense Charles Hull
dedica sus ratos libres para
seguir trabajando en prototipos
de muebles utilizando para ello
luz ultravioleta (UV). Hull,
intraemprendedor, continúa en
su pequeño laboratorio casero
y experimenta con
fotopolímeros, materiales de
)
base acrílica y líquidos hasta que
son tratados con una luz
ultravioleta. Entonces,
inmediatamente se vuelven
sólidos.
La nueva tecnología, que
bautiza y patenta como
“estereolitografía”, utiliza
diferentes resinas fotosensibles,
en estado líquido, que se
solidifican capa a capa al
exponerlas a un láser con
frecuencia UV de forma
selectiva. Siguiendo el ejemplo
de muchos colegas
norteamericanos, en su casa
nace un invento que va a
revolucionar la sociedad: lo
que hoy en día se conoce como
impresión 3D.
declara en 2014 en la gala de los Premios a los
Inventores Europeos 2014 de la Oficina
Europea de Patentes tras recibir el premio
reservado a la categoría de países no europeos.
Ese mismo año, señalaba en la CNN que en el
despegue de la impresión 3D ayudaron los
“makers” - esa generación que se cimenta en
la producción a pequeña escala a través de la
tecnología, trabaja en comunidad y que ha
dejado de ser una moda pasajera para
convertirse en todo un fenómeno-. ( )
“Yo trabajaba para una empresa en la que
necesitábamos hacer objetos de plástico,
para probar prototipos de nuestros
productos. Había que hacer primero un
molde, para luego inyectar el plástico...
Pensé que sería más fácil si pudiera
fabricar el objeto directamente, creándolo
capa a capa con el mismo plástico”.
“La tecnología floreció realmente en los últimos
años; en el sentido de crecimiento muy rápido y
de reconocimiento.
Creo que hay muchas cosas que contribuyeron
a ello: las aplicaciones médicas y, desde luego,
el movimiento maker, ya que gracias a las
máquinas de bajo coste se ha conseguido que
los aficionados se interesen en inventar y en
fabricar mediante la impresión 3D”.
Para el padre de la impresora 3D, su invento se ha
convertido en todo un éxito al dar un paso más a
lo que aportaba el ordenador: fomentar la
creatividad y el cambio en el diseño y fabricación
de productos. “A nivel individual creo que hay una
especie de gran necesidad reprimida: estamos en
la era de los ordenadores y todo está en una
pantalla y de forma remota, por lo que hemos
perdido el tipo de resultado tangible. Esto es un
medio para convertir en realidad y de forma directa
algo existente en el ordenador”, declaraba en 2014
Hull, también fundador de la empresa californiana
3D Systems que lidera el mercado mundial.
La evolución del 3D
( )
Un año después de estas palabras, la impresión
3D avanza. Y parece que lo hace a pasos
agigantados. El 68% de las empresas afirman que
van a aumentar sus inversiones en tecnología 3D
durante 2015 (según la encuesta realizada por
Sculpteo que recoge Forbes con una muestra de
1.118 representantes de 16 tipos de empresas en
50 países). Este crecimiento en el número de
inversiones no es nuevo, y ya se observó
tímidamente en 2014, por lo que parece que se
trata de un crecimiento estable del sector.
A pesar de la gran diversidad de sectores reflejados
en la encuesta The state of 3D printing, existe
consenso a la hora de citar los factores
determinantes en la adopción de la tecnología 3D
por parte de las empresas, que serían, según el
50% de los encuestados, el precio de los
materiales y suministros y la capacidad de la
maquinaria utilizada. Como factores secundarios
destacan la comprensión de las necesidades de los
clientes, el marco legal y la formación de los
empleados, entre otros.
Dentro del perfil de los
encuestados, la muestra
diferencia dos “escuelas”
distintas: la escuela Europea en
la que la tecnología 3D recae
en el dominio únicamente de
especialistas debidamente
capacitados y entrenados para
ello; y la escuela americana
cuya impresión 3D está
accesible para todos los
empleados de las compañías
independientemente de sus
capacidades o funciones.
El estudio también destaca que
los usuarios de 3D tienen
ventajas muy significativas en la
aceleración del desarrollo de
productos y en ofrecer
productos personalizados y
series limitadas. Las tendencias
que resaltan los encuestados en
un futuro próximo son:
impresión en materiales, nuevos
mercados y modelado 3D fácil.
Como concluye Bastien Rechke,
de R&D Mechanical Engineer at
Withings: “Ser capaces de
producir prototipos de una
manera rápida para validar su
estructura y su funcionalidad
real, supone un enorme valor
añadido. Con la gran variedad
de materiales y acabados
disponibles en la impresión 3D,
ahora mismo podemos simular
las características del producto
final. Durante la fase de diseño,
es esencial disponer de
diferentes prototipos en la mano
para ser capaces de elegir aquel
que es mejor que el resto. Poder
disponer de piezas físicas es
también una oportunidad para
anticiparnos a cualquier
problema relacionado con el
producto y, por tanto, mejorar
su diseño”.
02/INFOGRAFÍA
Impresión 3D
La impresión 3D es capaz de generar un objeto sólido
tridimensional mediante la adición de material
basándose en modelos 3D para definir qué se va a
imprimir. Un modelo no es si no la representación
digital de lo que vamos a imprimir mediante un
software.
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Historia
La impresión 3D se remonta a
1976, cuando se inventó la
impresora de inyección de
tinta. En 1984, algunas
adaptaciones y avances sobre
el concepto de la inyección de
tinta transformaron la técnica
de impresión con tinta a
impresión con materiales.
Cómo funciona
Las impresoras 3D lo que
hacen es crear un objeto con
sus tres dimensiones
construyendo capas
sucesivamente hasta conseguir
el objeto deseado.
El filamento extruye el
material a través de una
boquilla calentada y se
establece a medida que
se enfría
La boquilla que se mueve de
izquierda a derecha distribuyendo
aglutinante forma la sección
transversal de cada capa del objeto
Filamento
Manga de aislamiento
Bobina de calentamiento
Materiales: Plásticos, cerámicas,
cementos, metales, alimentos,
materia biológica, etc.
La plataforma de
construcción o bandeja sirve
como base y se desplaza
hacia delante y hacia atrás
Al finalizar cada capa la
plataforma desciende
(alrededor de 0,1 mm) para
imprimir la capa siguiente
Mercados
Sectores
Bien de consumo
Alta tecnología
Industria
Electrónica
Servicios
Educación
Mecánica
Salud
Aeronáutica
Al por menor
Automóvil
Energía
Marítimo
Comida
Textil
Química
Uso de la impresión 3D
sector por sector en el
mercado.
Europa
Localización
Uso de la impresión 3D
sector por sector en el
mercado.
Asia y
Oceanía
América
Ingresos
Tamaño de la empresa por
los ingresos anuales en
millones de dólares.
> 20.000
< 20.000
< 5.000
< 1.000
< 500
< 100
< 50
Casi nada
África
+75%
En cifras
Producción de impresoras
a bajo coste
+75%
+49%
Impresoras de menos de
100.000 dólares (cifras en
millones de dólares)
Gasto en impresoras 3D
En millones de dólares
288
millones
412
millones
669
millones
03
La hora de los
makers
El movimiento, muy unido a la
revolución de la impresión 3D,
busca cambiar la mentalidad de
la sociedad.
( )
Cuando Cecilia Tham se licenció en Biología en la
Universidad Emory de Atlanta y después en
Arquitectura en Harvard no sabía ni una palabra de
español ni tampoco le sonaba el movimiento
maker. Cuando el lema “Hazlo tú mismo” y el credo
“We are alls makers” (todos somos artesanos)
comenzaba a difundirse en Estados Unidos, Tham
se instalaba en Barcelona. Era el año 2006.
Dale Dougherty, padre del movimiento maker y
fundador de la revista Maker Magazine y
organizador de los encuentros Make Faire,
apostaba por construir cosas sin intermediarios,
utilizar la tecnología para incentivar la
creatividad de la gente, impulsar las
creaciones que hacen las personas
con sus propias manos.
Dougherty compara a los
makers con los aficionados a la
música: muy pocos son
considerados profesionales pero
muchos tocan instrumentos en
su casa o en sitios públicos. Los
makers están en la base de la
pirámide, los inventores e
innovadores famosos en la
cúspide. Y para Dougerthy la
base hace cosas parecidas a
que los que han llegado arriba.
Quería que las innovaciones
que se hacían en los garajes de
las casas fueran visibles. Casi
diez años después, Tham norteamericana de origen
chino- habla un perfecto
español y es la fundadora y
directora de Makers of
Barcelona (MOB), el laboratorio
barcelonés donde se reúnen
makers para realizar y compartir
sus proyectos. “Gracias a la
tecnología la misma persona
puede diseñar, fabricar y
consumir sus productos. Se
innova sin perder el tiempo,
ahorrando, uno mismo puede
crear las cosas. El diseñador,
fabricante y consumidor
pueden llegar a ser la misma
persona”, explica por teléfono
desde Francia donde está de
vacaciones. Tham también
incide en la idea de Dougerthy:
“Antes toda la estructura era
piramidal.
Necesitabas para todo a un
experto y hoy en día esa figura
no es necesaria. Ser un experto
en algo muy concreto es ser
experto en nada”, señala. A
MOB se acercan diseñadores,
emprendedores, informáticos,
quienes, cuenta Tham, creen
en el trabajo multidisciplinar. ( )
También en el colectivo. “Todos
comparten los conocimientos,
puede ocurrir que uno sea un
excelente informático pero que
no sepa vender. Y entre todos
se consigue sacar el invento
adelante. Se avanza de manera
conjunta”.
El movimiento está muy unido
a la revolución de la impresión
3D que permite la fabricación a
bajo coste, aunque para Tham
la cultura y el movimiento
maker deben intentar cambiar
la mentalidad de la sociedad.
“La educación que recibimos
nos enseña conocimientos muy
esenciales. Los estudiantes son
pasivos y no se arriesgan. El
movimiento maker -basado en
la educación STEM- permite
que participen. Les da
confianza, les enseña a ser
líderes. Tienen que pensar en
soluciones para ayudar a la
sociedad e intentar sacar sus
ideas adelante. Se crea y si el
proyecto falla se vuelve a
comenzar”. ( )
En MOB nació el proyecto
Bloom Blanket de las manos de
la brasileña Bianca Cheng. Sin
tener conocimientos de
impresión 3D ni de quienes
eran los makers diseñó unas
mantas en forma de pirámide.
Buscaba 14.000 dólares para
impulsar el proyecto y en 10
días vendió 800 mantas y
consiguió más de 200.000
dólares. Tham también se
acercó de casualidad al
movimiento maker cuando su
marido le regaló una máquina
de coser. “Cuando lo vi me
enfadé muchísimo- relata
riendo-, aunque después
descubrí que me gustaba hacer
cosas con mis propias manos.
No tenía ni idea de quiénes
eran los makers, comencé a
crear ropa y mi confianza
aumentó. Y decidí poner en
marcha un espacio para que la
gente haga cosas”. Tham define
a los makers como “gente
proactiva que no para de crear,
desde páginas web hasta un
nuevo negocio. Que no tiene
miedo del riesgo ni se ponen
límites y persiguen que los
proyectos salgan adelante”.
Actualmente existen 335
laboratorios para makers en el
mundo, denominados “fablabs”,
según la web especializada
Fabwiki. El reto que persigue
MOB es “separar el movimiento
maker del mundo “hobbie” y del
mundo "craft". Es más
importante que una simple
afición o unas manualidades. Lo
que queremos hacer desde
MOB es unir el mundo
emprendedor con el maker”,
declara la norteamericana que
también incide en que los
makers tiene que luchar por
cambiar el modelo educativo
actual. Con dos carreras
universitarias es tajante: “Si
hubiese sabido que existía esto
antes no me ven en la
Universidad”, concluye riendo.
04
“Los makers
necesitamos
construir para
expresarnos”
Habla con pasión y se define como maker antes
que como ingeniero. Cuando era pequeño
destripaba robots y ahora Juan González,
ingeniero de Telecomunicaciones y doctor en
Robótica, lidera el departamento maker de BQ.
La empresa tecnológica española está
especializada en la fabricación y venta de
dispositivos multimedia, impresoras 3D y kits
de robótica. ( )
¿Qué aportan los makers a una empresa?
Fundamentalmente la velocidad en la creación de
prototipos. Con un maker todo se acelera
muchísimo, se exploran las ideas rápidamente,
desde el primer segundo contamos con un
feedback inmediato. Lo makers tenemos la
habilidad de construir cosas. Necesitamos construir
cosas para expresarnos. Y nos ponemos a ello
inmediatamente.
¿Son diferentes a los ingenieros?
La mayoría de los makers son ingenieros aunque
no todos los ingenieros son makers. Un ingeniero
busca generalmente el resultado final. Los makers
hemos estudiado ingenierías pero estamos
decepcionados y nos ha frustrado el modelo
educativo. Nos enseñan miles de ecuaciones,
matemáticas y únicamente al final de la carrera ves
algo práctico. Y queremos que sea al revés. Hay
que aprender construyendo. ( )
¿Cómo ha sido la experiencia de poner en
marcha el departamento maker en BQ?
Increíble. Trabajar con gente de mi misma especie
es placentero. Venía del mundo de la Universidad
y me parecía un reto complicado pero ha
funcionado muy bien.
¿Cómo define a sus trabajadores?
Formamos un equipo de 15 makers. La diferencia
es que no les tienes que decir lo que tienen que
hacer, son ellos los que proponen las ideas, definen
ellos el proyecto y te lo cuentan. A diferencia de los
ingenieros, los makers son una comunidad que
está acostumbrada a compartir herramientas y está
muy formada en software, hardware y electrónica.
¿Podemos hablar de que la
impresión 3D es la nueva
revolución industrial?
Más que de revolución, hablaría
de evolución. Las cosas no van
a cambiar de la noche a la
mañana pero podemos
comparar esta etapa a la de los
ordenadores. Cuando
aparecieron no vimos todas las
posibilidades y terminaron
cambiándolo todo. Con las
impresoras 3D podemos
fabricar las cosas muy
fácilmente, en cuestión de horas
puedes tener algo entre las
manos. Algo impensable hace
algunos años.
¿Va a cambiar la sociedad?
No soy futurólogo y no sé todos
los usos que se van a dar a la
impresión 3D pero lo que veo
es que se puede hacer de todo.
Podemos por ejemplo
teletransportar piezas. Antes
tenías que mandar un engranaje
a Japón, ahora mandas el
diseño de la pieza por internet y
en cuestión de horas tienen la
pieza. La cooperación es
estrecha.
¿Tiene algún inconveniente la
impresión 3D?
Veo sólo ventajas. ( )
Es vital para construir piezas. Es
cierto que acaba de nacer y que
todavía tiene que madurar pero
las posibilidades son infinitas. De
momento las piezas son la
mayoría de plástico y los
químicos tienen que explorar
nuevos materiales. También el
proceso en impresión 3D es
lento si lo comparas con la
Industria.
Como experto en impresión
3D, ¿Cuáles son las
aplicaciones que más le han
impactado?
Las piezas que se fabrican para
los niños que han sufrido
mutilaciones. Las prótesis en 3D
son muy baratas y se adaptan
perfectamente a los pacientes.
Si se rompen no pasa nada
pues se pueden sustituir, están
personalizadas. Me parece un
avance fantástico y que aporta
muchísimo a las personas.
05
Revolución 3D
en sanidad
Uno de los campos que más ha
ayudado a que la impresión 3D sea
más que una tendencia es el de la
salud. El 3D permite crear corazones,
brazos, manos, orejas... a medida. Y
abarata costes.
( )
Crear una prótesis de mano en Estados Unidos
cuesta 40.000 dólares. Pero ahora pueden ser
350 dólares gracias a la tecnología 3D. El caso del
norteamericano Alex Pring dio la vuelta al mundo
el pasado mes de marzo cuando recibió de Robert
Downey Jr un brazo biónico. La tozudez de la
madre del niño de 7 años
--que nació con el brazo derecho parcialmente
mutilado-- y la solidaridad de varios entusiastas de
la impresión 3D consiguieron un brazo para Pring.
El equipo liderado por Albert Manero, estudiante
de la Universidad de Florida y que pertenece a
Limbitless Solutions, puso en marcha el proyecto
en el que participaron ingenieros, artistas,
enfermeros y médicos. Crearon un codo fijo, un
antebrazo y una mano diseñados en autodesk
inventor, un software de modelado en 3D. Una
vez impresas en 3D cada una de las piezas, fueron
ensambladas.
El brazo biónico cobra vida gracias a la acción de
un sensor muscular que es capaz de detectar los
pulsos eléctricos originados en el bíceps derecho
de Alex. Un brazo que nació de la perseverancia
de Alison, la madre de Pring, que escribió a las
organizaciones para pedir ayuda, y del equipo
solidario que consiguió un brazo por 350 dólares
tras ocho meses de trabajo. El caso de Pring es
un ejemplo de la revolución en la salud gracias a
la impresión 3D.
( )
Otros casos (
)
En España, varios proyectos
contemplan la creación de
órganos, tejidos y prótesis con la
tecnología de las impresoras 3D.
Permite personalizar los
tratamientos, hacer una
simulación previa. En el caso del
corazón, por ejemplo, la
impresión 3D permite moldear
las prótesis que vamos a poner,
podemos prever el tamaño y el
tipo y personalizarlo para los
pacientes”, señala Federico
Gutiérrez Larraya, jefe de
Cardiología Pediátrica del Hospital
La Paz, en el Diario Médico.
En el Hospital 12 de Octubre
también se está investigando en
3D como explica el cardiólogo
Enrique García Torres, que
recalca al igual que su colega la
importancia de la nueva
tecnología para preparar las
operaciones: "Como cirujano,
tener en tus manos una réplica
exacta en 3D del corazón que
vas a intervenir permite
anticiparte a la cirugía, visualizar
y planificar con precisión cada
uno de los pasos, identificar
posibles complicaciones y, en
definitiva, realizar una cirugía
de alta complejidad de forma
mucho más ágil". A finales del
año pasado, cirujanos del
Hospital Sant Joan de Déu de
Esplugues utilizaron por
primera vez en España una
copia en 3D para reconstruir la
oreja de un joven de 17 años
que había nacido sin ella. En
Michigan, una férula
traqueobronquial impresa en
3D salvó la vida de tres bebés
que nacieron con
traqueobroncomalacia. Son
algunos de los ejemplos de la
utilidad de la nueva tecnología.
El futuro que se persigue ahora,
explica Larraya en Diario
Médico, es que “la impresión
sea biológica, que los
materiales sean biológicos. El
proceso para generar una
impresión 3D es muy costoso
tanto económicamente como
intelectualmente pues
necesitamos generar unas
imágenes de suficiente calidad
de cada paciente, procesarlas y
convertirlas en un lenguaje que
la impresora 3D puede
entender. Nos puede llevar
entre dos y tres semanas y el
coste además que tiene la pieza
por paciente está en función del
material que utilicemos y del
volumen. No es lo mismo que
necesitemos un corazón entero
que un segmento del corazón.
Estamos hablando de 500 y
2000 euros por pieza, aparte
de 2 o 3 semanas de
procedimiento”.
También en el sector farmacéutico
Nada parece parar el avance del 3D. Y el
último en sumarse a esta revolución ha sido el
sector farmacéutico. Este mes de agosto, la
Agencia Estatal de Medicamentos (FDA) daba
luz verde a la comercialización de una píldora
contra la epilepsia --Spritam--, producida con
una impresora 3D, que permite concentrar una
mayor cantidad de medicamento en una sola
dosis. La empresa Aprecia Pharmaceuticals
explicó que: “gracias a su tecnología de
impresión tridimensional, pueden crear con
detalle una estructura porosa que permite que
la pastilla se disuelva más rápidamente, al
tiempo que concentra una mayor cantidad de
medicamento. El sistema de impresión,
bautizado como ZipDose, puede concentrar
hasta mil miligramos en un sola dosis”. El
medicamento de Aprecia Spritam es el primero
producido gracias a la impresión 3D y llegará al
mercado a comienzos de 2016. Paso a paso,
generando una revolución en uno de los
ámbitos que más ha ayudado al auge del 3D,
la salud.
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