Fabricació additiva: un avanç mèdic en 3D

Actualment els fabricants estan explorant les possibilitats i el potencial que ofereix la tecnologia comunament anomenada impressió 3D, també coneguda com a fabricació additiva, en la qual capes de material són dipositades i foses allí on es requereix utilitzant l'energia del làser. S'han fabricat prototips plàstics d'aquesta manera durant anys. La diferència és que ara la fabricació additiva s'està utilitzant per a la fabricació de peces metàl·liques funcionals, sovint millorat les prestacions de les mateixes.

Algunes dels avantatges són el mínim desaprofitament de material i la llibertat de disseny addicional com la possibilitat de generar geometries reticulars o formes orgàniques que desafien els processos convencionals de fabricació. Fins i tot el llenguatge està canviant: ‘mecanitzat’ es converteix en ‘fabricació sustractiva’, una alternativa al terme ‘fabricació additiva’ empleada pels pioners d'aquest nou camí, com Renishaw, empresa britànica dedicada a la fabricació de sistemes industrials de fabricació additiva amb una exportació del 90% dels seus productes.

Renishaw utilitza ja la fabricació additiva per fabricar rehabilitacions dentals i actualment està aportant els seus anys d'experiència per impulsar l'adopció d'aquesta tecnologia de fabricació. Usant dades 3D digitals, els sistemes de fusió làser treballen dipositant fines capes de pols de metall atomitzat amb gas, per posteriorment fondre-ho allí on sigui necessari utilitzant un làser guiat d'alta potència focalitzat en un diàmetre de 70 μm. Aquesta capa de pols és fosa en la superfície, seguint una trajectòria 2D corresponent a la secció de la peça, i amb la consegüent deposició de noves capes.

Els components resultants poden comptar amb detalls interns complexos i combinar sòlids amb estructures reticulars. En ortopèdia, permet la creació d'estructures i superfícies que fomenten l'osteointegración i obre la porta a la producció econòmica d'implants personalitzats per a cada pacient, particularment útils en la reconstrucció quirúrgica maxilofacial, on mantenir l'estructura òssia facial és primordial. També minimitza el temps en el quiròfan perquè les operacions poden planificar-se més fàcilment mitjançant l'ús de tecnologies additives existents per recrear l'estructura òssia del pacient sobre la qual provar l'implant, assegurant l'ajust i la funcionalitat abans de l'operació.

Mentre que la majoria de sistemes de fabricació additiva es produeixen a Europa, Renishaw espera contribuir a i beneficiar-se de la creixent adopció d'aquesta tecnologia en la resta del món. La fabricació additiva ha atret recentment l'atenció del govern dels EUA, amb substancials summes de fons federals disponibles crear centres regionals d'excel·lència en la fabricació additiva sota la iniciativa d'Obama de ‘No podem esperar’; projectes similars existeixen en la resta del món.

Però existeixen barreres a l'adopció. L'acceptació depèn de factors com la capacitat per monitorizar el procés amb normes comparables a les de tecnologies convencionals com el mecanitzat. Cada camp d'aplicació s'enfronta a una sèrie de desafiaments, des de qüestions relacionades amb l'acreditació i compliment amb la normativa, aprovació FDA o CE per a implants i certificació del sistema segons la ISO 13485 i altres normes.

La fabricació additiva ha estat aclamada com una forma de repatriació dels processos de fabricació en les economies desenvolupades a causa de la seva naturalesa d'alta tecnologia i al mínim desaprofitament de productes, així com a les seves potencials credencials ecològiques. Una cosa és certa: la fabricació additiva no reemplaçarà els mètodes convencionals, els complementarà. El factor primordial és que el millor ús d'aquesta tecnologia s'aconsegueix en l'etapa de disseny de components i no mitjançant l'aplicació dels dissenys convencionals al procés.

L'acceptació dependrà que els dissenyadors explorin els límits dels enginyers de procés i producció, comptant amb la confiança en la capacitat de la tecnologia per produir peces compatibles amb normes trazables.