Impresión 3D: hacia un modelo productivo plenamente industrial

La impresión 3D, considerada ya un ámbito tecnológico integrado por diversas tecnologías, ha alcanzado un nivel de madurez de tal magnitud que tanto las empresas industriales como los usuarios domésticos la incorporan a su actividad como una herramienta de innovación y desarrollo que les permite diferenciarse y mejorar su posicionamiento competitivo.

Pocas tecnologías han transformado tan profundamente el paradigma industrial y productivo a escala global. Quizás la inteligencia artificial esté comenzando a ocupar ese espacio de protagonismo, pero en el ámbito de la fabricación y la manufactura, la impresión 3D ha sido, y seguirá siendo, una de las tecnologías con mayor impacto.

Además, ambos ámbitos tecnológicos, la inteligencia artificial y la impresión 3D, se han integrado en los últimos años, generando una nueva revolución en el sector manufacturero que está transformando tanto los modelos de negocio como las tecnologías de fabricación, mediante la consolidación de materiales en forma de piezas funcionales.

Esta convergencia multitecnológica está impulsando una serie de tendencias que se imponen con gran fuerza en el mercado. A nivel doméstico, la impresión 3D está plenamente consolidada. Los fabricantes asiáticos, básicamente China y Taiwan, están dinamizando el mercado mediante equipos de bajo coste, fiables y cada vez más rápidos e incrustados de tecnología. La mejora significativa en prestaciones, facilidad de uso y calidad ha propiciado que muchas de estas soluciones también se estén implantando en entornos empresariales. Además, la competencia entre ellos mismos está llevando a una escalada imparable para fabricarlos con un precio inferior. Hoy en día es difícil navegar por redes sociales sin encontrarse con un Reel o un vídeo de TikTok en el que empresas manufactureras, principalmente ubicadas en Asia, aunque cada vez más también en otros mercados más próximos, muestran cómo las granjas de impresión 3D se están consolidando como una alternativa real a determinados procesos de inyección de termoplásticos.

Estas instalaciones, dotadas en algunos casos de miles de impresoras funcionando las 24 horas del día, son capaces de fabricar bajo demanda con una flexibilidad difícilmente alcanzable mediante los sistemas de producción tradicionales, como la tecnología de inyección de termoplásticos. En este caso, una de sus principales ventajas competitivas reside en su capacidad de adaptar la producción al consumo real, minimizando inventarios y reduciendo tiempos de respuesta. Por el momento, la mayoría de las aplicaciones se concentran en piezas con escasa exigencia técnica, donde priman los aspectos estéticos, la personalización y los ciclos cortos de comercialización. En este sentido, este modelo se ha implantado especialmente en mercados de gran consumo, como el de pequeños juguetes, accesorios, artículos decorativos o productos promocionales.

Sin embargo, más allá de estos sectores de bajo valor añadido, la tendencia apunta a una progresiva expansión hacia aplicaciones más exigentes. La mejora continua de los materiales, el aumento de la productividad de los equipos y la incorporación de sistemas avanzados de automatización e inteligencia artificial están acelerando la transición de la impresión 3D desde una tecnología de prototipado y fabricación puntual, hacia un modelo productivo plenamente industrial.

Aunque todavía existen limitaciones económicas y técnicas para competir con la inyección en grandes volúmenes de producción, las granjas de impresión 3D están demostrando que pueden convertirse en una solución altamente competitiva para series cortas y medias, productos personalizados y fabricación distribuida. Durante los próximos años, se prevé que esta tendencia continúe ganando protagonismo.

Los equipos que llenan esas granjas utilizan la tecnología de fusión por hilo termoplástico, un hecho que les permite imponerse frente a otras tecnologías y formato de material, gracias a su versatilidad, al menor coste de los materiales, a la posibilidad de reciclarlos y a la creciente fiabilidad de los equipos.

A nivel de software y firmware, existe una pugna entre los ecosistemas abiertos, conocidos como open source, que constituyen la base de la innovación primaria y los sistemas propietarios. La tendencia dominante apunta hacia modelos híbridos que combinen la flexibilidad del software abierto con las ventajas de integración y soporte de las plataformas propietarias. Cabe señalar que esta tendencia no está exenta de polémica entre los usuarios e incluso a nivel legal. Las próximas innovaciones llegarán principalmente desde el ámbito del software con herramientas más intuitivas, automatizadas y dotadas de capacidades de inteligencia artificial; aplicaciones especializadas donde las soluciones de bajo coste no ofrecen una rentabilidad adecuada; y una creciente hibridación entre procesos de fabricación convencionales y aditivos.

En el ámbito industrial, muchos sistemas tradicionales de fabricación aditiva han visto reducir su presencia debido al elevado coste de inversión de sus equipos, a los costes asociados a materiales, mantenimiento y operación, y a la lentitud en desarrollar e impregnar de tecnología sus equipos.

Los equipos industriales de mayor complejidad y coste continúan siendo imprescindibles para aplicaciones específicas de alto valor añadido, pequeñas series y sectores con elevados requisitos técnicos y normativos. No obstante, estas tecnologías están llamadas a desempeñar un papel fundamental en determinados procesos de producción en serie.

Existen nichos tecnológicos, como la fabricación aditiva metálica mediante lecho de polvo, en los cuales las soluciones de bajo coste todavía no han logrado una implantación significativa debido a la complejidad de los procesos, las exigencias de seguridad y los requisitos de calidad. En este contexto, surge la duda sobre qué espacio ocupará la impresión 3D en el ámbito o entorno industrial. La impresión 3D se concentrará especialmente en aquellos sectores donde se requiera una certificación garantizada tanto del material como de la pieza fabricada, como ocurre en la aeronáutica, la salud, la automoción avanzada o la industria energética.

Las tendencias de futuro a nivel industrial, con equipos catalogados high end, apuntan que la impresión 3D tenderá a concentrarse en aquellos sectores y aplicaciones donde se requieran elevados niveles de certificación y trazabilidad, tanto de los materiales utilizados como de las piezas fabricadas. Industrias como la aeronáutica, la salud, la defensa o la energía, seguirán siendo algunos de los principales impulsores de esta demanda, debido a sus estrictos requisitos normativos y de calidad. Por ultimo y no menos importante, existe una tendencia hacia la sostenibilidad y la aplicación de la economía circular, mediante el impulso del uso de residuos propios como materia prima para la fabricación aditiva, tanto en polímeros como en metales, pero este punto quizás daría para un próximo informe de estado de la técnica.