Foto: Se está construyendo una versión más grande de esta máquina de sinterización de alta velocidad.

El inventor de un nuevo tipo de impresora 3D dice que su grupo de investigación construirá una máquina masiva que de aquí a dos años será capaz de producir a gran escala piezas de plástico a un precio competitivo.

La fabricación de piezas de plástico capa a capa según instrucciones digitales es un proceso lento en comparación con los métodos convencionales. Por eso, la fabricación aditiva – o, como se suele decir, la impresión 3D -  hasta ahora sólo ha resultado ser un método económico para la fabricación de pequeños lotes de productos nicho como los implantes dentales y las carcasas de audífonos (ver La química puede llevar la impresión 3D a escala industrial).

La técnica nueva podría aumentar el número de piezas que se puedan fabricar de manera económica por este método de miles a millones, al menos en el caso de pequeños y complejos objetos.En comparación con las tecnologías convencionales, como el moldeo por inyección, la fabricación aditiva podría reducir drásticamente el uso de materiales y eliminar las herramientas caras que necesitan las máquinas para realizar ciertas formas. También hará más práctico el diseño de arquitecturas únicas para piezas que, por ejemplo, puedan ayudar a volver los automóviles y aviones más ligeros y más eficientes en cuanto al consumo de combustible (ver Fabricación aditiva).

Neil Hopkinson, un profesor de ingeniería de la Universidad de Sheffield (Reino Unido), lleva más de una década desarrollando un método nuevo, llamado sinterización de alta velocidad.

Las máquinas de sinterización láser fabrican objetos mediante un láser de punta única y la fusión de finas capas de un polímero en polvo, una a una. Hopkinson reemplazó el sistema láser, que es caro además de lento, por una lámpara de infrarrojos y un cabezal de impresión de chorro de tinta. El cabezal de impresión traslada patrones de un material que absorbe la radiación al lecho de polvo de forma rápida y precisa. La exposición posterior del polvo a luces infrarrojas funde y fusiona el polvo, creando patrones, y la máquina crea finas capas, una a una – de un modo parecido a la sinterización de láser, pero mucho más rápido.  

El grupo de Hopkinson ya ha demostrado que el método funciona a una escala relativamente pequeña. También han calculado que, cuando se dispone de suficiente área de construcción, la sinterización de alta velocidad es "de la orden de 100 veces más rápida" que la sinterización de láser de ciertos tipos de piezas, y que puede ser competitiva en términos de costes con el moldeo de inyección para la fabricación de millones de pequeñas piezas complejas a la vez, dice Hopkinson. Ahora el grupo va a construir la máquina, utilizando fondos del Gobierno británico y de unos pocos socios industriales.

La sinterización de alta velocidad tiene el potencial de ser "muy rápida", y el proceso podría terminar siendo mucho más barato que la sinterización de láser en determinados casos, dice Phil Reeves, el vicepresidente de Consultoría Estratégica de Stratasys, el fabricante líder de muchos tipos de maquinaria y materiales de fabricación aditiva. Sin embargo, falta mucho trabajo aún para desarrollar materiales adecuados para estos procesos, dice. A juzgar por lo que ha hecho ya público Hopkinson, el abanico de plásticos que sirven para la sinterización de alta velocidad es actualmente muy limitado, dice Reeves, y muchos plásticos de uso común pueden no ser compatibles con el proceso porque depende de la combinación del polvo con otro material adicional que absorba la luz.

Otro reto en potencia para la comercialización de la tecnología de Hopkinson, según Reeves, es que Hewlett-Packard está desarrollando una tecnología muy similar. Aunque se conocen pocos detalles acerca del sistema de HP, llamado Multi Jet Fusion (lo que se traduciría como fusión de multichorros) está claro que también emplea un cabezal de impresión de chorros de tinta que puede transportar tanto un material que absorba la radiación y otro material al que llaman "agente detallador".

Por si sirve de algo, la sinterización de alta velocidad de Hopkinson está patentada, y la propiedad intelectual pertenece a la institución anterior de Hopkinson, la Universidad de Loughborough (Reino Unido), que ha concedido licencias para esta tecnología a varias entidades, incluida la empresa alemana de impresión 3D Voxeljet. Hopkinson dice que la máquina que se dispone a construir su grupo podría transportar materiales adicionales, como las tintas conductivas que se emplean para la impresión de dispositivos electrónicos, lo que sigue suponiendo un reto técnico para la fabricación aditiva. "No creo que HP tenga planes para esto", dice.