Los métodos de impresión 3D hacen uso de algunas aleaciones de aluminio, titanio, aceros, cobre, latón y bronce.
Por: Ítalo Vergara
Juan Antonio Vega Farje es un ingeniero mecánico de la PUCP. Durante el tiempo que vivió en Japón, estudio una Maestría en Ingeniería de los Materiales en la Universidad de Kioto. Allí investigaba los diferentes materiales que podrían ser útiles para la manufactura aditiva, conocida coloquialmente como impresión 3D.
En 2012, mientras Juan Antonio Vega trabajaba en una empresa dedicada a la venta de maquinaria pesada en Perú, pudo darse cuenta de la falta de tecnología especializada para la fabricación de piezas específicas para el motor de los vehículos.
«Poder reemplazar estos modelos era bastante costoso y lo único que podía hacer la empresa en ese momento era cambiar todo el motor. Nos quedaba un motor al que solo necesitaba cambiársele una parte. Esto iba a tardar varios meses, mientras que lo fabricaban y lo traían del extranjero. En todo caso, esa problemática me hizo pensar en qué tecnología podría servirnos para solucionar eso, con una tecnología que permita versatilidad».
Fue así que inició la investigación del ingeniero peruano, quien descubrió de la existencia de estos métodos de producción bastante modernos. En 2013, postuló a una beca de la Embajada de Japón en Perú, lo que le permitió acceder a la Universidad de Kioto. Allí trabajó en un proyecto de investigación concerniente a la impresión 3D, el cual fue financiado por el gobierno japonés.
Impresión 3D: tecnología para fines específicos
La manufactura aditiva, más conocida como impresión 3D, es un conjunto de tecnologías que permiten la producción, a pequeña escala, de elementos o estructuras específicas para cada sistema de distintos sectores. Por ejemplo, en la industria aeroespacial, la impresión 3D permite fabricar pequeñas piezas de repuesto para satélites. O en el caso del sector automotriz, es útil al momento de producir autopartes específicas, como un árbol de levas, pistones, entre otras, según explica Vega a la Agencia Andina.
«La impresión 3D abarca varias tecnologías, no solo es un método. Sin embargo, estas tecnologías aún están incipientes, por lo que no pueden ser aplicadas para una producción a nivel industrial o masivo«, sostiene.
En ese sentido, las investigaciones actuales se enfocan en hacer que estos métodos puedan ser aplicados a nivel industrial. «De momento, la manufactura aditiva se usa para industrias muy particulares, llámese la aeroespacial o la automotriz, pero de manera muy limitada. Esto se busca extender».
Para lograr este objetivo, es necesario resolver una serie de problemas que las tecnologías presentan. Uno de ellos es el tema de los materiales.
Impresión 3D con metal y acero
A nivel general, la impresión 3D emplea materiales como polímeros y plástico para la fabricación de ciertas piezas. Sin embargo, otros sistemas menos comunes y más especializados hacen partes de máquinas (o del mismo cuerpo humano) con materias diferentes.
«Dentro del campo de los materiales en sí, por ejemplo, hay que encontrar materiales que sean fáciles de imprimir, porque no todos los materiales son fáciles de imprimir dependiendo del método de impresión que se está usando», explica el también docente de la UTEC.
Por ejemplo, en Japón, Vega se dedicaba al estudio e investigación de nuevos materiales para la impresión 3D de piezas para álabes de turbinas a gas. Usualmente, estos sistemas están expuestos a altas temperaturas (por encima de los 500°C), motivo por el cual los materiales que se usen para fabricar las partes deben ser resistentes al calor.
Otras propiedades dependen del tipo de uso que se le vaya a dar a la pieza. «Todos estos desafíos que hay, relacionados a los materiales, involucran una serie de investigaciones, porque el método en sí [de la impresión 3D] es muy diferente a los dos tradicionales, ya sean la manufactura sustractiva o formativa».
Cabe resaltar que, en el caso de la manufactura sustractiva, se remueve, con máquinas especializadas, partes de un gran bloque de metal, dejando la pieza final. En cambio, para la manufactura formativa (o fundición), se elabora un molde en donde se vierte metal líquido, que luego se solidifica.
Sin embargo, en el caso de la moderna manufactura aditiva se añaden materiales por capas. «Hay distintos métodos para hacerlo y, el hecho que sea así, presenta oportunidades y obstáculos».
Actualmente, la mayoría de métodos de impresión 3D hace uso de algunas aleaciones de aluminio, titanio, aceros, cobre, latón y bronce. Estos materiales son muy comunes dentro de distintas industrias, pero no son necesariamente los mismos.
«La aleación de aluminio que se utiliza para una aplicación en particular, no es la misma que se usa en la impresora. Las diversas empresas que tienen las patentes de los métodos de impresión, investigan y tienen sus propias aleaciones y materiales, y son ellas quienes te proporcionan la materia prima. Si utilizas un método que utiliza polvo metálico, ellos te venden el polvo también«, precisa el investigador.
Futuro de la impresión 3D en el Perú
En el futuro, se espera que, al igual que sucedió con las impresoras 3D de plástico, las patentes se liberen y los precios de la manufactura disminuyan. «Estamos avanzando. Hace cinco años esto no era ni la mitad de lo que es ahora y en los siguientes cinco, como estamos ahora, no vamos a estar ni en la mitad de lo que va a ser en el futuro. Vamos por buen camino y hay un buen prospecto», estima Vega.
Sin embargo, el experto descarta que este método de producción y fabricación prime por sobre otros tradicionales. «La impresión 3D no va a reemplazar a los métodos actuales de fabricación, sino que va a dar alternativas a ciertas situaciones particulares que existen», recalca.
Esto porque, a nivel industrial, hay maquinaria especializada dedicada a líneas de producción específicas para cada una de las partes de un auto, por ejemplo. Cada sistema de fabricación produce una gran cantidad de componentes. «Si hablamos del sector automotriz, se hacen miles y miles de componentes, ya que estos autos van a estar en todo el mundo. Con la impresión 3D no puedes hacer eso, ya que si bien tienes la versatilidad, el proceso en sí no es tan eficiente, es más lento».
Es por ello que, a lo que se apunta, es que tanto los métodos de fabricación tradicionales como los modernos sean complementarios.
Para el caso de Perú, hay un creciente interés por la impresión 3D con plástico y polímeros. Tanto en universidades como en empresas cuentan con máquinas para este fin. Sin embargo, es difícil encontrar aún métodos de impresión que usen otro tipo de materiales más especializados. Traerlos, opina Vega, generaría una mayor capacidad de investigación en el país, lo que a su vez brindaría una mayor capacidad de desarrollo económico y tecnológico.
Fuente: Agencia Andina
