2014054. HP Multi Jet Fusion, mucho más que una impresora 3D.

hp-multi-jet-fusionLa empresa HP presentó recientemente su apuesta de negocio en el ámbito de la impresión 3D: la Multi Jet Fusión, que tendrá su centro de R&D mundial a 2 km de mi casa, en Sant Cugat. A primera vista parece una impresora más de HP, la que podríamos tener en el despacho o en casa. Pero cuando leemos las especificaciones y destripamos sus entrañas vemos que es una revolución en toda regla. Intentaré en esta entrada explicar por qué creo que será así.

Dejadme que escriba algo de introducción, aunque me quede un post más extenso. Cuando hace 20 años me dedicaba a diseñar chips en el Centro Nacional de Microelectrónica (CSIC) me tocó lidiar tanto con las técnicas de fabricación de dispositivos y obleas como con las herramientas de diseño de la casa CADENCE por aquel entonces. Era una combinación interesante porque aunaba conocimientos de materiales y sus propiedades, electrónica, simulación, procesos de fabricación… y casi nada de aplicación empresarial, como en casi todos los doctorados.

Diseñábamos para tecnologías CMOS sobre las 5 micras, aunque como la tecnología cambiaba rápidamente y el CSIC no tenía dinero para actualizarla acabamos dedicándonos a los microsistemas combinados con esta tecnología de circuitos, más que suficiente. Todavía hoy sigue este centro con estas y otras aplicaciones, pero con una tecnología similar que trabaja por capas de diferentes materiales. En cada capa puedes depositar diferentes materiales con propiedades físicas (conductividad eléctrica y térmica, elasticidad, estrés…) pero no en el interior de cada capa, ni punto a punto. Y en todo caso, con tecnologías carísimas, de entre 100.000 y millones de euros cada máquina.

Multi Jef Fusion

La nueva impresora 3D de HP (en el mercado en dos años, entre 60.000 y 100.00€) es extraordinaria porque mejora y combina las diferentes tecnologías existentes añadiendo una propiedad que ninguna presenta hasta ahora, el control del material punto a punto, o voxel a voxel (un voxel es el equivalente al pixel de 2D).

Entender el mecanismo de la MJF no es complicado. Te tienes que imaginar una impresora 2D de burbujas como la de casa pero en 3D. Depositas una capa de material como en una impresora de resina o de sinterizado, la rocías punto a punto (lo que hace una de extrusión) con productos químicos de HP, la secas pasando energía tipo escáner, y repites el proceso para cada capa.

hp_multijet_fusion process    hp-Multi-Jet-Fusion-3d-printer-3  

El secreto está en el punto a punto que ha pasado del plano horizontal al volumen, permitiendo también a HP apalancar su conocimiento y extensa cartera de patentes. Tal vez no lo visualizas, pero imagina que de esta manera en cada punto de tu volumen puedes definir las propiedades físicoquímicas como la tensión, elasticidad, color, conductividad… Y la resolución de la impresora HP está sobre las 25micras, con 30 millones de gotas por pulgada, muy parecido a lo que hacía yo en en CNM pero con control de cada voxel en vez de capa a capa. De ahí la introducción.

Retos y oportunidades

Si no sois algo techies os puede sonar a chino lo que escribo, pero de verdad que me parece revolucionario. Que sea 10 veces más rápida que la competencia o poder definir el color punto a punto me parece lo menos relevante. Cuando hablamos de la Internet of Things (IoT) pensamos en un cepillo de dientes con una chip que nos indica cómo estamos de acidez y bacterias en la boca, pero son dos componentes separados. ¿Y si conseguimos fabricar las púas del cepillo, sensor y electrónica en el mismo proceso? O en el ámbito médico, podemos definir objetos que sean biocompatibles por fuera y electrónica simple por dentro, o productos que sean mucho más fáciles de reciclar y reutilizar combinando diferentes tipos de materiales… Y todo sin recurrir a grandes inversiones, porque la impresora no es cara, ya veremos “la tinta”.

Pero existe un problema todavía, y es el software. Como indica HP

Shortcomings of the STL format in terms of processing time and object dimensional precision are a barrier for the production of complex, high-precision parts by new technologies such as HP Multi Jet FusionTM technology. Furthermore, this format only allows geometric representation, so it does not allow voxel-by-voxel information to be carried from the CAD software to the printer. To realize the full potential of 3D printing, the roadmaps of 3D printers and 3D CAD must be aligned, and the roadmaps must be accompanied by a change to a more information-rich file format.

Los CAD actuales para la impresión 3D -no hablo de herramientas avanzadas de simulación- trabajan con geometrías y mallas y con volúmenes en voxels, pero no podemos todavía definir la propiedad de cada punto que es lo que hace realmente diferencial a la tecnología de HP.

El reto es por tanto disponer de un software en que de manera simple pudiésemos dar a cada voxel de nuestro material unos parámetros iniciales, simular y ajustar su comportamiento mediante herramientas ya existentes, y enviar el fichero de salida a imprimir confiriéndole las propiedades a través de la inyección de productos químicos punto a punto. Es sólo el principio de un cambio radical.

Para saber +

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