Impresión 4D ¿Qué es, para qué sirve y cuál será su impacto en el mundo?

La impresión en 3D marcó un antes y un después en el mercado e impactó de manera cientos de o sectores industriales. Pero, esto no quedó ahí, con el tiempo apareció una nueva tecnología que basándonos en la impresión 3D brinda la capacidad a los objetos de transformarse con el tiempo y esta recibe el nombre de Impresión 4D.

El potencial y el interés que han mostrado las industrias para personalizar estructuras y ciertos dispositivos es abrumador. En cierta forma es inevitable el éxito y abre una ventana al futuro de la impresión.

Pero, ¿la impresión 4D puede reemplazar los procesos de fabricación? Acompáñanos a profundizar en este tema y conocer un poco más de la impresión 4D ¿Qué es, para qué sirve y cuál será su impacto en el mundo?

Impresión 4D ¿Qué son y cómo funcionan?

La impresión 4D parte de la impresión 3D y se refiere al cambio que se hacen sobre los objetos que se han impreso en 3D. Si bien un objeto 3D no tiene movilidad ni se puede doblar, la impresión 4D permite ejecutar estas y otras acciones. Se trata de darle funcionalidad al objeto adquiriendo una manera que recibe un estímulo externo y ayuda a ensamblar, reparar y hasta tiene la capacidad de desintegrar otros objetos.

Esta tecnología es genial porque permite un mundo de posibilidades y trabaja a la par con materiales diversos que se adaptan a la impresión. Estamos hablando de que es posible crear un objeto que reacciona ante diversos estímulos y ejerce una función si tienes que tocarlos. Estos a su vez cambian de tamaño, color y de forma según se requiera. Con respecto al funcionamiento de la impresora 4D, en realidad es algo simplista.

Partiendo de un objeto 3D, se encarga de imprimir acciones concretas. Se utilizan materiales aptos para la impresión y desde un ordenador se van determinando los algoritmos, el uso y los niveles de temperatura que puede soportar. Esta explicación es un resumen del proceso, porque en realidad tiene cierto grado de complejidad. El moldeado de los materiales y la postimpresión requieren un poco más de tiempo porque se debe programar la microestructura.

¿Qué materiales se usan para imprimir en 4D?

A diferencia de la impresión 3D, los materiales a utilizar son limitados, es decir, no todos son aptos ni se adaptan a los objetos. La impresión en 4D prácticamente se encuentra en una etapa evaluativa y ahora es que faltan elementos por evaluar. Sin embargo, se ha comprobado que materiales como los polímeros con memoria de forma (PMF), los elastómeros de cristal líquido (LCE), hidrogeles cuentan con las características necesarias para poder darle funcionalidad a los objetos.

Estos materiales tienen sensibilidad a la calidad, memoriza la forma aun cuando se deforme de su efecto natural. Además, son impermeables, biocompatibles, flexibles y livianos, cualidades que sin lugar a dudas que se utilizan para diversas industrias.

Del mismo modo, encajan bien con la impresión 4D materiales que permiten diversos tipos de energía como: magnética, térmica, gravitatoria y neumática, entre otras. El éxito de las impresiones 4D viene dada por los materiales que se emplean, esto son los llamados “materiales inteligentes” que se programan para cambiar un factor externo.

Historia y origen de la impresión 4D ¿Cuándo se creó y quién lo hizo?

La impresión 4D es un concepto novedoso e innovador que en el futuro dará un cambio en todo el mundo. La idea se viene rondando desde hace algunos años, pero fue en el año 2013 cuando el informático Skylar Tibbits, codirector y fundador de Self-Assembly Lab del Instituto de Massachusetts, la mostró al público. Muchos afirmaron que era una idea algo ambiciosa y aunque la novedad impactó, se llegó a ver como una tecnología emergente.

Otros, en cambio, ni tan siquiera les cabía la idea de darle autonomía a un objeto y menos transformar para darle funcionalidad. Sin embargo, esto abrió un mundo de posibilidades y causó mucho revuelo porque se pensaba que la impresión en 3D era el tope. Pero, la impresión 4D en esta nueva modalidad es bastante ambiciosa y cambiará el enfoque de la productividad a nivel industrial, en el mundo de la ingeniería, la medicina y hasta la nanotecnología, entre otros.

Diferencias entre impresión 3D y 4D

Para entender un poco más acerca de este tema es importante que se muestren las diferencias entre la impresión 3D y 4D.

Estas son:

Impresión 3D

Este tipo de impresión 3D se caracteriza por:

• Crear diversidad de objetos en físico partiendo de un modelo digital.
• En los procesos se requiere de software y materiales especiales.
• La impresión 3D se logra mayormente por procesos de inyección láser.
• Se utilizan materiales como filamentos plásticos, resinas y tintas aglomerantes. Estas son perfectas para moldear los diseños.
• El proceso de impresión de se da por superposición de capas sucesivas de material.

Impresión 4D

Las principales características son:

• Cuenta con una capacidad de crear piezas o elementos que interactúan con el entorno.
• Añaden otra dimensión especial a los diseños.
• Responde a estímulos externos.
• Los materiales a usar disponen de cualidades especiales para poder moldear, doblar y transformarse aún con temperaturas extremas.
• Además, estos materiales tienen memoria de forma.
• Son adaptables al agua.

Como verás, son dos tipos de impresiones diferentes. En el caso de la impresión 3D no depende sino solamente de los escáneres, en cambio, en la impresión 4D debe darse a partir de un diseño y objeto tridimensional.

Utilidad y aplicaciones de la impresión 4D

Si te preguntas, ¿para qué sirve una impresora 4D y sus aplicaciones? Te vamos a ayudar a despejar esas dudas.

Este tipo de impresoras tiene un potencial de usos amplios en diversidad de mercados, entre los que se encuentran:

• Construcción: interfiere porque aporta al sector estructuras que se adaptan a los cambios de clima. Además, si se aplica a los sistemas de tuberías inteligentes, estás van a tener la capacidad de auto repararse y se amoldan según el volumen de agua que contenga, aun estando bajo tierra.
• Medicina: este ha sido un sector que se ha beneficiado de la impresión 3D y que en un futuro de seguro lo hará con la impresión 4D. Las posibilidades de crear dispositivos inteligentes y de imprimir implantes que no sean rechazados por los pacientes es uno de los tantos objetivos que se han planteado. Del mismo modo, la medicina regenerativa con este tipo de impresión permite que el cuerpo se adapte al cuerpo desde la estructura celular. Este punto en particular era inimaginable hace unas décadas.
• Transporte: todo el sector transporte se verá impactado, incluyendo la aviación y la automoción. Desde el diseño de piezas, los neumáticos, los efectos de pulsos y decenas de objetos pueden mejorar sus condiciones actuales.

En el caso de los aviones, los componentes que se imprimen en 4D pueden ser más resistentes a los cambios de temperatura, la presión y es posible reemplazar piezas de alto coste. Es algo ambicioso pensar que en un futuro se pueda elegir muebles que se desplieguen, calzado y ropa que se ajuste al cuerpo, medicinas inteligentes que cubren solo el área afectada y mucho más.

Impacto de la impresión 4D en el mundo ¿Cuáles son las previsiones?

Cuando surge una nueva tecnología, las expectativas son amplias y de inmediato se abren las investigaciones para crear un panorama, o mejor dicho, un avistamiento al futuro. Muchas personas opinan que es muy pronto para poder afirmar o negar algo acerca de la impresión 4D. Sin embargo, la curiosidad es mayor cada día y centenares de equipos de trabajo especializados apuestan por el éxito de la misma.

Existe cierta prevención hacia la impresión en cuatro dimensiones porque aún las impresiones en 3D muestran ciertos márgenes de error y falta mucho camino por recorrer para la perfección. Si bien el uso educativo y aplicaciones en sectores como la medicina, la ingeniería y la automoción, entre otras, se han beneficiado. También es una realidad que no todo está dicho, ahora es que quedan cosas por descubrir.

En la actualidad, la impresión en 4D es el siguiente nivel para el futuro, este peldaño que falta por escalar es muy alto, pero no está tan cerca. Por ahora, el presente es la impresión 3D y estará vigente por un largo tiempo.