Qué es y cómo funciona la impresión 4D
Impresión 4D: ¿la Cuarta Revolución Industrial?
Ropa que se adecúa a las condiciones climáticas, muebles que se arman solos al sacarlos de la caja, tuberías que regulan su ancho según el caudal, prótesis que se adaptan al crecimiento y se desintegran una vez que ya no son necesarias... Estas son solo algunas de las aplicaciones presentes y futuras de la impresión 4D. Diseños inteligentes que reaccionan al entorno y se transforman con el tiempo.
¿Qué es la impresión 4D?
La impresión 4D recurre a las impresoras 3D para crear objetos tridimensionales vivos sin cables ni circuitos. Lo hace utilizando materiales inteligentes, que pueden programarse para cambiar de forma, color o tamaño cuando reciben un estímulo externo.
Es el caso de resinas de hidrogel, polímeros activos o, incluso, tejidos vivos. Se imprimen en 3D con un diseño específico que con el tiempo y al entrar en contacto con la humedad, la luz, la presión o la temperatura, entre otros factores, evolucionan hasta lograr el acabado previsto.
La impresión 4D hace posible que un objeto, por ejemplo, pueda doblarse, repararse, ensamblarse o incluso desintegrarse a sí mismo. Adquiere una nueva forma o funcionalidad por sí solo, reaccionando con el entorno.
Orígenes de la impresión 4D
El precursor de esta tecnología emergente es el informático Skylar Tibbits, fundador y codirector del Self-Assembly Lab del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). La presentó al mundo en 2013 y podría comercializarse en 2019, según el informe 4D Printing Market Research Report- Global Forecast 2022.
El origen de la impresión 4D está en la llegada del factor tiempo a la impresión 3D. Consiste en crear objetos tridimensionales que se adapten a las circunstancias de cada momento sin la intervención de robots ni personas, solo combinando materiales y geometría con interacciones, una fuente energética y un diseño inteligente, explica Tibbits.
En la actualidad el Self-Assembly Lab experimenta con nuevas técnicas de impresión 4D como el Rapid Liquid Printing, que permite imprimir un sofá de gran tamaño en solo unos minutos, y materiales como plástico, goma o espuma.
Aplicaciones de la impresión 4D por sectores
La impresión 4D está llamada a revolucionar la industria. Estos son algunos de sus posibles logros:
- Medicina y cirugía
En 2015 un equipo médico de la Universidad de Michigan salvó la vida de tres bebés con problemas respiratorios al colocarles un implante impreso en 4D. Este artilugio de policaprolactona, diseñado a la medida de cada paciente, se ideó para adecuar su tamaño al crecimiento de los pequeños y disolverse por sí solo cuando fuese innecesario.
En la actualidad el uso de la impresión 4D en las ecografías permite, por ejemplo, conocer con mayor precisión el desarrollo estructural y funcional del sistema nervioso del feto.
En el futuro se podrán imprimir endoprótesis vasculares (stents) u otras piezas en 4D que reaccionen al calor corporal y se expandan para adaptarse al paciente.
- Ropa y calzado
La impresión 4D permite fabricar vestimenta que se adecúa a la forma y al movimiento del cuerpo. El ejército de Estados Unidos está ensayando, por ejemplo, con uniformes que cambian de color según el entorno, o que regulan la transpiración dependiendo del pulso del soldado o la temperatura ambiente.
Los zapatos impresos en 4D también podrán adaptarse al movimiento, el impacto, la temperatura y la presión atmosférica.
- Aeronáutica y automoción
La NASA ha desarrollado una tela metálica inteligente con la impresión 4D. Este tejido, que ya se emplea en los trajes de astronauta por su naturaleza aislante, podría servir además para proteger naves espaciales y antenas contra el impacto de meteoritos. Por su parte Airbus está probando materiales que reaccionan al calor para enfriar los motores de sus aviones.
Gracias a la impresión 4D en el futuro se podrán fabricar airbags inteligentes capaces de adelantarse a cualquier impacto y disminuir el riesgo de lesiones en el conductor y los pasajeros.
En definitiva, hablamos de una tecnología por explotar que revolucionará la impresión y fabricación de objetos durante los próximos años. La Cuarta Revolución Industrial ya está en marcha.
