Hace mucho que los defensores de la impresión 3D contemplan la posibilidad de emplear la tecnología para personalizar productos de consumo. Una de las opciones más citadas es la impresión de zapatillas con suelas personalizadas según los parámetros biométricos individuales de un corredor y las particularidades de los arcos de los pies de cada persona sedentaria.  

Este mes la empresa de impresión 3D de la bahía de San Francisco (EEUU) Carbon anunció que ha convertido esta idea en una realidad. Carbon ha estado colaborando con Adidas para crear materiales y diseños para las entresuelas, la parte blanda y amortiguadora de las zapatillas deportivas.

Adidas venderá las zapatillas FutureCraft 4D con entresuelas impresas por las máquinas de Carbon, empezando con 300 pares promocionales este mes a un precio que no se ha hecho público. Promete que este año habrá 5.000 unidades disponibles en tiendas. La marca de ropa deportiva producirá millones de entresuelas para 2018, algo que para Carbon convierte esta tirada en la producción a mayor escala de un producto impreso en 3D hasta la fecha.

Aunque el primer producto no se personalizará individualmente para cada persona, el proceso está en desarrollo. Pronto, Adidas incorporará las impresoras de Carbon en sus centros de fabricación, donde la empresa producirá zapatillas personalizadas para clientes locales. Adidas abrió una "Fábrica rápida" piloto en la ciudad alemana de Herzogenaurach en diciembre de 2015, y planea abrir otra en Atlanta (EEUU) este año.

Carbon, originalmente Carbon 3D, fue cofundada por el ingeniero químico Joseph DeSimone en 2013 para comercializar sus investigaciones sobre materiales y procesos para lograr una impresión 3D más rápida mediante el uso de polímeros de alto rendimiento (ver La química puede llevar la impresión 3D a escala industrial). DeSimone, que ganó el Premio Lemelson-MIT en 2008 y ha trabajado en materiales para estents, nanomedicina y muchas otras aplicaciones, actualmente está de excedencia de su puesto de profesor en la Universidad de Carolina del Norte (EEUU) para servir como el CEO de la empresa.

Foto: Una suela de zapatilla emerge de un baño tras ser impresa. Crédito: Cortesía de Adidas y Carbon.

Aunque la primera línea de las zapatillas se producirá en unas instalaciones centralizadas y no serán personalizadas a nivel individual, DeSimone afirma que Adidas ha aprovechado su tecnología para desarrollar una estructura amortiguadora multicapa que no puede ser fabricada mediante la técnica por inyección. El proceso también permite variar las propiedades de la entresuela a lo largo de la pieza, con diferentes niveles de rigidez en el talón, por ejemplo.

La entresuela tiene una estructura de panal de abeja. DeSimone aclara: "Los ingenieros mecánicos llevan años pregonando las propiedades de estas estructuras. Pero no se pueden desarrollar mediante el moldeo por inyección porque cada puntal es una pieza individual".

La científica de materiales e ingeniera mecánica Julia Greer, que estudia los efectos de microestructuras y estructuras a nanoescala sobre las propiedades de los materiales (un trabajo que conlleva deleitarnos con muchas estructuras maravillosas), afirma que las geometrías de nido de abeja ofrecen buenas propiedades para la amortiguación y la durabilidad. Cuando una estructura de este tipo ese somete a presión, solo se deformará en el sentido de la fuerza, explica Greer. Así que cuando el talón golpea la entresuela, debería comprimirse en la dirección del suelo, absorbiendo así la presión, pero no se expandiría por los lados, lo que evita el desgaste de la zapatilla.

Foto: La estructura de nido de abeja de la suela ayudará a absorber las presiones. Crédito: Cortesía de Adidas y Carbon.

Actualmente se tardan 90 minutos en imprimir una única plantilla. Carbon está trabajando con Adidas para desarrollar maquinaria capaz de reducir este tiempo hasta 20 minutos. Las impresoras de Carbon emplean un láser con patrones para imprimir a partir de un baño de "tinta" de polímeros. El proceso continuo, que hace que las impresoras sean rápidas, es posible porque los baños de impresión mantienen una barrera de oxígeno al fondo que impide que el polímero solidificado se pegue. La impresión continua también significa que las partes son uniformes, frente a otras tecnologías que imprimen por capas. El enfoque capa-a-capa puede provocar debilidades mecánicas entre ellas, algo que el proceso de Carbon soluciona. La empresa también se ha centrado en la ingeniería química de los polímeros. Para la colaboración con Adidas, la empresa personalizó un elastómero imprimible con las propiedades mecánicas y colores adecuados para la zapatilla.

Se realizaron hasta 50 versiones de las zapatillas hasta dar con el diseño final. Normalmente, los diseñadores solo pueden realizar unas cinco versiones, porque cada iteración ha de ser producida e instrumentada antes de volver a los diseñadores, y eso puede llevar semanas. DeSimone afirma que la capacidad de diseñar y probar productos en la misma fábrica con una impresora 3D presagia "el final del prototipado".