La impresión 4D, como su propio nombre indica, introduce una dimensión adicional a la impresión 3D: la capacidad de cambiar en el tiempo. “La impresión en 4D es la siguiente evolución de la fabricación aditiva o por adición, que potencia la flexibilidad de los objetos inertes y les da la capacidad de responder a los estímulos del entorno como si fueran seres vivos”, explica Scott Likens, Global AI and Innovation Technology Leader de PwC Estados Unidos.
La impresión 4D funciona añadiendo trozos de polímero flexible -por ejemplo, hidrogel incrustado con celulosa- en estructuras rígidas durante la fabricación. Estos materiales flexibles se activan, de forma similar a como los hace una flor seca cuando la sumerges en agua, que florece de nuevo.
¿Qué problemas de negocio puede resolver?
Un objeto impreso en 4D puede moverse, deformarse, transformarse o incluso auto ensamblarse nada más salir de la impresora, con sólo exponerse a estímulos externos simples como el calor, la luz o el agua, sin necesidad de elementos adicionales (como un motor). Muchos de los ejemplos de 4D que se están desarrollando utilizan impresoras 3D ya existentes, mientras que otros son innovaciones, menos habituales, y recurren al uso de metamateriales (materiales sintéticos con propiedades inusuales que no suelen encontrarse en la naturaleza). Esto significa que existe un amplio abanico de usos potenciales:
- La impresión 4D puede hacer que las infraestructuras sean más resistentes: por ejemplo, tuberías que aumentan su tamaño si se congelan o puentes que se flexionan durante un terremoto y luego reparan sus grietas por sí mismos.
- En el ámbito del consumo, la impresión 4D podría traducirse en productos adaptados a medida: por ejemplo, ropa que se adapta automáticamente al contacto con la piel o zapatillas que sujetan a la planta del pie a la perfección. Adidas ya está aplicando la impresión 4D en su zapatilla 4DFWD.
- En la industria aeroespacial, las alas 4D podrían cambiar dinámicamente de forma para mejorar la eficiencia aerodinámica durante el vuelo.
- En el sector sanitario podrían administrarse a los pacientes cadenas de proteínas genéricas que luego toman formas específicas, lo que permitiría administrar medicamentos individualizados en el momento y la manera necesarias. Además, en los hospitales podrían imprimirse prótesis a medida a partir de diseños genéricos. Los investigadores ya imprimen estructuras en 4D para el desarrollo de huesos y tejidos humanos, y suministran a los pacientes implantes inteligentes que se adaptan a sus cuerpos.
¿Cómo crea valor?
La impresión 4D no se limita a hacer posible el desarrollo de productos innovadores. Si se consigue desarrollar de forma eficaz podría permitir a las empresas fusionar la revolución de la fabricación y la cadena de suministro de la impresión 3D con las eficiencias económicas del modelo de distribución de autoensamblaje -en algunos casos con un producto que se montan solos-.
“En su forma más básica, esto significa que una tabla plana podría enviarse a un consumidor y luego convertirse en un mueble complejo, simplemente apuntándole con un secador de pelo. Este concepto de flat-pack podría aplicarse a objetos tan grandes como torres de transmisión, las aspas de turbinas o para montar albergues de emergencia”, explica Scott Likens. “Estas aplicaciones están vinculadas estrechamente con las ciudades inteligentes y los edificios cognitivos. Los objetos impresos en 4D realizan sus tareas automáticamente, como un comportamiento inherente a su diseño, sin necesidad de un suministro activo de energía y con unos costes de mantenimiento muy reducidos debido a la ausencia de piezas móviles reemplazables. Será un factor clave de la Cuarta Revolución Industrial”.
¿Quién debe prestar atención?
Esta tecnología se encuentra a la vanguardia de la innovación en la fabricación, por lo que directivos como directores de operaciones, directores técnicos, directores de sistemas de información y jefes de ingeniería / investigación y desarrollo de sectores como el aeroespacial y de defensa, grandes infraestructuras, ingeniería y construcción, fabricación industrial y transporte y logística, deberían analizar cómo afectará a sus negocios.
¿Cómo se pueden preparar las empresas?
Si crees que la impresión 4D puede llegar a tener una aplicación para tu empresa, Scott Likens recomienda crear un grupo de trabajo que investigue a fondo el tema e identifique los posibles efectos de la impresión 4D en el diseño, la fabricación y la distribución de productos. “Recuerda que las aplicaciones potenciales pueden tener impactos a lo largo de toda la cadena de valor, por lo que vale la pena considerar todo el ecosistema para evaluar el posible impacto”. Puede merecer la pena invertir en I+D, ya sea internamente o en colaboración con otras organizaciones, para obtener la ventaja de ser el primero (o uno de los primeros) y abrir potencialmente nuevas fuentes de ingresos.