Impresión 3D: la revolución de las fábricas

Sandra Rincón

Consultora Clarke, Modet & Cº Colombia

SRincon@clarkemodet.com.co

 

También conocida como manufactura aditiva, la impresión 3D es una tecnología que permite construir objetos a partir de un diseño digital, utilizando capas sucesivas de material hasta alcanzar una forma deseada. Factores como patentes caducadas, componentes más baratos, software abiertos y robótica, han tenido gran influencia en el desarrollo y la adopción de esta tecnología, la cual ha sido utilizada comercialmente desde los años noventa, de manera progresiva, en distintas operaciones como prototipado y fabricación de moldes y herramental, de partes finales y de elementos para uso personal, cuya aplicación es la más reciente.

 

Entre sus principales ventajas, se encuentran la reducción en el número de operaciones del proceso de diseño y manufactura y, con esta, la reducción en costos, de tiempos en los ciclos de innovación, de residuos en el proceso de producción y la contribución a la personalización de objetos.

 

La primera patente concedida para esta tecnología tuvo lugar en 1986. El inventor es el estadounidense Chuck Hall, fundador de la compañía 3D Systems, líder mundial en el sector. La adopción inicial de la tecnología la hizo un pequeño grupo de empresas, debido a sus altos costos, y solo hasta finales de la primera década del siglo XXI se lograron equipos comerciales con precios por debajo de los 10.000 dólares. Actualmente, se encuentran en el mercado impresoras para uso no industrial desde 2.000 dólares.     

Las proyecciones de mercado son positivas. Estudios indican que, entre el 2016 y el 2022, el mercado total crecerá a una tasa anual compuesta del 28 %. Adicionalmente, como indicador de innovación, se tiene que desde el 2015 se han publicado más de 11.000 solicitudes de patente, de las cuales el 43 % han sido concedidas y el 57 % se encuentra en proceso, lo que confirma la potencialidad del mercado. Entre los principales solicitantes, están empresas como Microsoft, Intel, Samsung Electronics, IBM y Google. Sin embargo, el mercado de impresión 3D cuenta con más de 100 empresas dedicadas al desarrollo de componentes relacionados con la tecnología.

 

Diversidad de campos

 

Actualmente, es posible imprimir en diversos materiales una misma pieza con un mismo dispositivo. Entre los materiales disponibles, se encuentran plásticos, metales, cerámicos, papel, cera, carbono, materiales biocompatibles y materiales comestibles. Los avances tecnológicos han permitido la aplicación en diversos campos. A continuación, se mencionan algunos ejemplos:

 

- Alimentos. Ya existen múltiples impresoras de alimentos disponibles en el mercado para uso industrial y/o comercial. Estas se encuentran desde 300 dólares hasta 10.000 dólares. Algunas son para alimentos específicos, como pancakes (Pancakebot) y chocolates (Choc Creator 2.0.), y también impresoras universales, como Bocusini Pro 2.0. En el 2016, se abrió el primer restaurante basado en impresión 3D. Su nombre es Food Inc., y en este se imprimen desde los utensilios y el mobiliario, hasta la comida.

 

- Sector automotriz. La empresa Divergent 3D fabricó, en el 2015, con impresión 3D, un automóvil denominado Blade, de tan solo 635 kilos construido en fibra de carbono y polvo de aluminio. En el 2016, hizo una alianza con PSA para fabricar estructuras de vehículos con la misma tecnología. Las partes son 90 % más livianas y la generación de emisiones de gases de efecto invernadero por su producción se reducen más del 50 % frente a la producción de vehículos eléctricos.

 

- Medicina. Esta tecnología permite tener réplicas exactas de órganos reales de manera que se pueda hacer un estudio de los mismos sin requerir una intervención directa en el paciente. Por otro lado, permite obtener prótesis a la medida y guías quirúrgicas en tiempos cortos. Una de las aplicaciones más sorprendentes se encuentra en la medicina regenerativa, en donde esta tecnología ha permitido obtener órganos simples como vesículas y vejigas, totalmente funcionales. En 1999, se implantó, por primera vez, y de manera exitosa, vejigas producidas con esta tecnología en siete pacientes.

 

Otros campos en los que se ha implementado son la arquitectura, el consumo masivo y la aviación.

 

Retos técnicos y regulatorios

 

Esta tecnología tiene aún muchos retos técnicos y regulatorios, entre los cuales se encuentran la escala de impresión, la calidad de los productos, la eficiencia en la fabricación, el control sobre aplicaciones negativas que se le pueda dar a la tecnología (por ejemplo, fabricar armas), el uso ambientalmente sostenible y el manejo de la propiedad intelectual.

 

En relación con el último aspecto, el reto se presenta cuando como producto del uso de esta tecnología, obtenemos archivos digitales y objetos físicos susceptibles de ser copiados utilizando otras impresoras o escáneres 3D. Actualmente, existen herramientas de protección que pueden ser utilizadas para salvaguardar estos activos. Sin embargo, cada una de estas presenta limitaciones, haciendo indispensable la definición de una estrategia específica para cada caso. La estrategia dependerá del territorio de protección y de las características de la invención. A continuación, se presentan algunas alternativas de protección:

        

- Protección por patente. La protección como software incluye los archivos digitales. Es importante tener en cuenta que no todas las jurisdicciones permiten proteger software a través de patentes. En países como EE UU, en donde es aceptado, es necesario demostrar el aporte significativo de la invención al campo relacionado. En Latinoamérica no es aceptado. Cabe señalar que, para el caso de Colombia, la Superintendencia de Industria y Comercio ha aceptado la protección de dispositivos que tienen asociado un software. 

 

Los modelos de utilidad son una alternativa para proteger estas invenciones. No obstante, es necesario demostrar la novedad de la misma, es decir, demostrar el objeto relacionado.

 

- Protección por diseño industrial. Es una alternativa para proteger objetos y componentes obtenidos con impresión 3D. Se puede utilizar desde un comienzo o como una estrategia de protección una vez caduque una patente. Únicamente protege la características estéticas y no funcionales.

 

- Protección por secreto industrial. Alternativa efectiva y menos costosa, pero excluye los procesos de ingeniería inversa. Puede ser difícil probar la violación del derecho, dado que existe mucha información pública relacionada con estos productos y procesos.

 

- Protección por derecho de autor. Puede proteger al activo de ser replicado por competidores y usuarios. Sin embargo, no es útil para proteger las funcionalidades del objeto.

 

- Protección por marca registrada y ‘trade dress’. Permite al propietario de los derechos protegerse frente a confusiones que se presenten en los consumidores, debido a productos no originales. Los objetos protegidos bajo estas modalidades no deben ser funcionales.

 

En conclusión, la impresión 3D es una tecnología disruptiva y, por lo mismo, trae consigo grandes retos relacionados con aspectos técnicos, la propiedad intelectual, la seguridad digital, la ética, la confidencialidad y la protección del consumidor. Lo importante es contemplarlos desde ahora, de manera que el desarrollo tecnológico esté acompañado de un entorno apropiado y seguro para su implementación.