Fabricación aditiva: un avance médico en 3D

Actualmente los fabricantes están explorando las posibilidades y el potencial que ofrece la tecnología comúnmente llamada impresión 3D, también conocida como fabricación aditiva, en la que capas de material son depositadas y fundidas allí donde se requiere utilizando la energía del láser. Se han fabricado prototipos plásticos de esta manera durante años. La diferencia es que ahora la fabricación aditiva se está utilizando para la fabricación de piezas metálicas funcionales, a menudo mejorado las prestaciones de las mismas.

Algunas de las ventajas son el mínimo desperdicio de material y la libertad de diseño adicional como la posibilidad de generar geometrías reticulares o formas orgánicas que desafían los procesos convencionales de fabricación. Incluso el lenguaje está cambiando: ‘mecanizado’ se convierte en ‘fabricación sustractiva’, una alternativa al término ‘fabricación aditiva’ empleada por los pioneros de este nuevo camino, como Renishaw, empresa británica dedicada a la fabricación de sistemas industriales de fabricación aditiva con una exportación del 90% de sus productos.

Renishaw utiliza ya la fabricación aditiva para fabricar rehabilitaciones dentales y actualmente está aportando sus años de experiencia para impulsar la adopción de esta tecnología de fabricación. Usando datos 3D digitales, los sistemas de fusión láser trabajan depositando finas capas de polvo de metal atomizado con gas, para posteriormente fundirlo allí donde sea necesario utilizando un láser guiado de alta potencia focalizado en un diámetro de 70 μm. Esta capa de polvo es fundida en la superficie, siguiendo una trayectoria 2D correspondiente a la sección de la pieza, y con la consiguiente deposición de nuevas capas.

Los componentes resultantes pueden contar con detalles internos complejos y combinar sólidos con estructuras reticulares. En ortopedia, permite la creación de estructuras y superficies que fomentan la osteointegración y abre la puerta a la producción económica de implantes personalizados para cada paciente, particularmente útiles en la reconstrucción quirúrgica maxilofacial, donde mantener la estructura ósea facial es primordial. También minimiza el tiempo en el quirófano porque las operaciones pueden planificarse más fácilmente mediante el uso de tecnologías aditivas existentes para recrear la estructura ósea del paciente sobre la que probar el implante, asegurando el ajuste y la funcionalidad antes de la operación.

Mientras que la mayoría de sistemas de fabricación aditiva se producen en Europa, Renishaw espera contribuir a y beneficiarse de la creciente adopción de esta tecnología en el resto del mundo. La fabricación aditiva ha atraído recientemente la atención del gobierno de los EE UU, con sustanciales sumas de fondos federales disponibles crear centros regionales de excelencia en la fabricación aditiva bajo la iniciativa de Obama de ‘No podemos esperar’; proyectos similares existen en el resto del mundo.

Pero existen barreras a la adopción. La aceptación depende de factores como la capacidad para monitorizar el proceso con normas comparables a las de tecnologías convencionales como el mecanizado. Cada campo de aplicación se enfrenta a una serie de desafíos, desde cuestiones relacionadas con la acreditación y cumplimiento con la normativa, aprobación FDA o CE para implantes y certificación del sistema según la ISO 13485 y otras normas.

La fabricación aditiva ha sido aclamada como una forma de repatriación de los procesos de fabricación en las economías desarrolladas debido a su naturaleza de alta tecnología y al mínimo desperdicio de productos, así como a sus potenciales credenciales ecológicas. Una cosa es cierta: la fabricación aditiva no reemplazará los métodos convencionales, los complementará. El factor primordial es que el mejor uso de esta tecnología se logra en la etapa de diseño de componentes y no mediante la aplicación de los diseños convencionales al proceso.

La aceptación dependerá de que los diseñadores exploren los límites de los ingenieros de proceso y producción, contando con la confianza en la capacidad de la tecnología para producir piezas compatibles con normas trazables.