Impresión 3D de metal: ¿una nueva revolución industrial?

La impresión 3D en metal hace tiempo que es posible, aunque las peculiaridades de este material han complicado su difusión. Si bien resulta muy útil para la fabricación de piezas en general, está ya presente sectores muy diversos. Es el caso de la odontología y la medicina, así como la joyería, la industria automovilística y la aeronáutica.

Para imprimir metal en 3D, la técnica principal se resume en un láser que circula sobre un lecho de polvo de aleación de metal, hasta fundirlo en puntos concretos. Así, crea una sección transversal del objeto, a la que irá añadiendo una capa tras otra según indiquen los planos de la pieza.

¿Qué aplicaciones tiene la impresión en 3D de metal?

Es una tecnología que ha tardado en arrancar. La razón es que algunas prestaciones de la pieza final estaban por debajo de las obtenidas por los métodos tradicionales. El metal impreso resulta más poroso, y hasta hace poco no se podían fabricar piezas de gran tamaño y en cantidades importantes. Pero ya es una realidad la impresión de objetos cotidianos de aluminio, cobre, bronce, plata, oro, platino, titanio, acero o latón:

• Implantes médicos y dentales: su impresión en 3D es considerada la mejor opción, puesto que permite adaptarse a las necesidades individuales de cada paciente.
• Joyas: los orfebres ahorran costes y tiempos con respecto al modo tradicional, ampliando además las posibilidades del propio diseño.
• Sector aeroespacial: es la industria en la que más se emplea la impresión 3D de metal. Fuselaje, asientos para aviones, drones, turbinas aeroespeciales...
• Sector automóvil: compañías como Audi, BMW y Ford ya integran el 3D mucho más allá del prototipado, imprimiendo piezas finales de forma regular.

¿Cuáles son las ventajas?

Según afirmó David Rotman, director de MIT Technology Review, para Forbes, "en lugar de mantener un gran inventario de componentes, la compañía puede simplemente imprimir uno cuando el cliente lo necesita". Pero las ventajas son múltiples:

• Mayor rapidez que los procesos de fabricación habituales.
• Ahorro de costes, puesto que se puede imprimir sin apenas supervisión humana. Supone un abaratamiento en general, mejorando los precios del láser o de la inyección.
• Se generan menos desechos durante el proceso de fabricación.
• Exige un consumo de energía reducido.
• Se obtienen piezas más ligeras y resistentes, algo clave para la industria aeronáutica, por ejemplo. Así, se ahorrará en combustible y emisiones al ganar en ligereza.
• Se pueden imprimir formas y estructuras complejas que la fabricación tradicional no permitiría.
• Consigue optimizar el rendimiento tanto al reducir el peso como al minimizar el número de componentes necesarios. Es posible dar mayor densidad a puntos clave de las piezas, por ejemplo, aquellos que tienen que tolerar mayores tensiones. Así se aligera el peso total y además se distribuye el peso de forma precisa.
• Las piezas de metal impresas en 3D tienen muy buenas propiedades físicas. Su calidad y resistencia es igual o mayor que la de las obtenidas por métodos tradicionales.
• Permite jugar con la aleación de metal en distintos puntos de la misma pieza para conseguir propiedades distintas.

¿Qué inconvenientes existen?

Como al comienzo de la introducción de cualquier tecnología nueva, el coste del material y de la fabricación aún es alto. Además, los tamaños de construcción de los sistemas de impresión todavía tienen límites.

La principal dificultad de fabricar piezas de metal mediante impresión 3D es la necesidad de alcanzar temperaturas muy altas. Esto no sucede con los plásticos, que se funden y endurecen con rapidez. Pero, por poner solo un ejemplo, el acero rico en carbono se funde a 1.370º. Además, la mayoría de metales necesitan pasar por varios procesos a alta temperatura para conseguir las propiedades mecánicas necesarias.

Por otra parte, en algunas ocasiones será necesario repensar el diseño de las piezas para adecuarlos a las particularidades de la impresión 3D de metal.

El futuro de la impresión 3D en metal

La inversión necesaria para integrar la impresión 3D metálica en los procesos de fabricación todavía es alta. El retorno, además, tarda en llegar. Por eso muchas industrias, más que valorar la compra de una impresora excesivamente cara, se eligen los servicios de impresión bajo demanda.

De momento, los principales actores de la impresión, como HP o Desktop Metal ofrecen esta alternativa. Además es posible comprar impresoras para su uso industrial en compañías como 3D Systems o Aurora Labs 3D. En este vídeo se resume cuáles son las expectativas: