Las impresoras 3D son una tecnología relativamente nueva en el mundo, por lo que no sería raro que nunca hayas visto una en funcionamiento. Nosotros lo hemos hecho y son realmente hipnotizantes, aunque horriblemente lentas.

La razón es que funcionan de la siguiente manera. Una impresora 3D es una especie de "lápiz" (cabezal) que va depositando una resina plástica sobre una superficie, construyendo objetos tridimensionales por "lonjas" o capas, partiendo desde su base. El lápiz debe "dibujar" esa primera capa línea por línea, tal como una impresora tradicional imprime una imagen en una hoja de papel. Cuando termina con la primera capa, el cabezal sube un nivel y hace lo mismo con la siguiente lonja. Y la siguiente. Y la siguiente. Hasta el más sencillo de los objetos ocupa cientos, si no miles de capas, cada una de las cuales requiere varios minutos para completarse. El proceso completo es tortuosamente lento, por lo que sólo se utiliza para producir prototipos de objetos que serán luego fabricados de la manera tradicional (inyección en moldes) o para diseños únicos.

Bueno, eso está por cambiar, porque la empresa  Carbon 3D presentó el lunes, en una charla TED en Vancouver (que hasta el momento no está disponible en la web), un nuevo tipo de impresora 3D que utiliza un acercamiento totalmente diferente y que, según sus propios creadores, está inspirada en la famosa escena de Terminator 2 en que el siniestro robot T-1000 surge desde un charco de metal líquido.

^{"Hola, vine a matar. Bueno, chao" - T1000}

"Creemos que lo popularmente conocido como impresión 3D está mal nombrado. Es en realidad sólo impresión en 2D repetida una y otra vez", afirmó Joseph DeSimone, uno de los socios fundadores de Carbon 3D. "Los avances en esa área han sido guiados principalmente por ingenieros mecánicos descubriendo cómo hacer las cosas capa por capa, para crear de manera precisa un objeto. Nosotros somos dos químicos y un físico, así que llegamos con una perspectiva distinta".

Se trata de una revolucionaria impresora que literalmente "hace surgir" una figura 3D desde una "tina" de resina líquida, en cosa de minutos. Sus creadores, científicos de la Universidad de Carolina del Norte, lo llaman "Producción de interfaz líquida continua" (CLIP por sus siglas en inglés) en un paper que publicaron en la revista Science y, según dicen, puede fabricar un objeto entre 25 y 100 veces más rápido que una impresora 3D tradicional. 

Mira esto:

^{Carbon3D (Imagen acelerada)}

¿Mágico, ah? No tanto, la verdad es que esta impresora también está imprimiendo el objeto capa por capa, solo que cada una de esas capas se forma de manera instantánea y continua, en lugar de tener que farbicarse línea por línea y esperar que se seque para agregar la siguiente.

Según explican, un proyector ubicado bajo el baño de resina líquida, va proyectando continuamente, a través de una "ventana", las secciones transversales de la figura a construir. Las zonas de la resina que son golpeadas por la luz UV se solidifican instantáneamente, en un proceso conocido como "fotopolimerización", que probablemente has experimentado en carne propia en tus visitas al dentista.

¿Pero qué impide que la resina se solidifique al fondo de la piscina y se quede pegada allí? Una microscópica capa de oxígeno al fondo del recipiente, de sólo 30 micrones, evita que el proceso ocurra en directo contacto con la superficie. Es lo que ellos llaman "la zona muerta". ¿Y cómo diablos logran que esa capa de oxígeno llegue ahí? Bueno, la "ventana" al fondo del recipiente, a través de la cual entra la luz, tiene una consistencia similar a un lente de contacto, que permite el paso del oxígeno desde el ambiente hacia el interior.

^Carbon3D

Además de la rapidez, esta forma de producción permite crear objetos más resistentes, pues se comporta como un sólido, en lugar de una adición de capas superpuestas, lo que también permite objetos más suaves,a diferencia de la impresión 3D tradicional, cuyo resultado es un objeto que al tacto se siente áspero y "escalonado".

Según Rob Schoeben, otro de los fundadores de Carbon3D, el proceso se puede realizar con diversos tipos de plásticos, desde materiales de alta dureza con aplicación comercial, como piezas de autos, hasta productos "gomosos".

De prototipos a productos finales

La rapidez del nuevo sistema podría permitir, una vez perfeccionado, llevar la promesa de la manufactura de productos en el hogar, a la realidad.

Hasta el momento, la impresión 3D ofrecía una alternativa económica y eficiente para la fase de prototipado de productos, permitiendo elaborar y modificar los prototipos con sólo hacer cambios al modelo tridimensional diseñado en la computadora, para ser luego imprimidos. Esto evitaba mandar a hacer caros y complejos moldes para cada iteración del diseño, dando acceso a muchos pequeños innovadores a testear sus diseños en la vida real, antes de mandarlos a producir a gran escala, o a producir objetos únicos y personalizados.

Sin embargo, la lentitud de la impresión 3D aún la hacía inviable para la producción masiva del producto final, relegándola a un mercado de nicho. Ahí es donde este invento promete llenar un vacío, permitiendo montar, de manera casera y a bajo costo, una verdadera "línea de producción". Un mercado especialmente atractivo es el dental, pues se podrían fabricar piezas dentales personalizadas en el mismo centro médico, al instante.

^{Carbon3D (video acelerado 7 veces)}

Esta es una promesa tentadora, pero aún no estamos allí. La impresora es sólo un prototipo y aún hay temas de costo y facilidad de uso que el usuario "casero" tendría que enfrentar. Además, por rápida que sea, a nivel industrial seguirá siendo más lenta y cara que los sistemas de producción industrial tradicionales, y tampoco se lleva el premio en versatilidad, ya que otras impresoras 3D utilizadas en la industria, señala Wired, pueden fabricar piezas de titanio, acero, kevlar o fibra de carbono. Aún así, es un avance excitante.

Identificar el nicho exacto donde sus capacidades realmente "brillen", será el próximo desafío de Carbon 3D.

¿Qué harías con esta impresora?