Apr 4, 2022 9:34:49 AM | FDM Impresión 3D FDM y sus aportaciones a la pandemia COVID-19

La pandemia de la enfermedad por coronavirus (COVID-19) demostró la fragilidad de las cadenas de suministro convencionales que se utilizaban para el transporte global de mercancía. Esto afectó de forma severa a diferentes industrias, incluyendo la médica.

Estas empresas de equipo y suministros médicos dependen en gran medida de la producción extranjera para minimizar costos de manufactura, este hecho llevó a la escasez de diversos productos.

La falta de equipo de protección personal (EPP), de ventiladores y piezas de repuesto para tenerlos funcionando para el tratamiento del paciente, la escasez de desinfectantes, kits de prueba para coronavirus, entre otros suministros, fue la consecuencia a la que se llegó por esta debilidad en las cadenas de suministro.

A raíz de este problema se resaltó la utilidad de la tecnología de manufactura aditiva, utilizando impresoras 3D, las cuales permiten fabricar piezas personalizadas, de forma libre bajo demanda, y cubrir diferentes cantidades bajo pedido.

Estos beneficios le permitieron a esta tecnología, ser capaz de apoyar durante la contingencia sanitaria, al suministrar diferentes artículos requeridos para sobrellevar la crisis.

Otros beneficios de este tipo de manufactura es la producción rápida, almacenamiento digital, trazabilidad de piezas y la reducción de tiempos de entrega.

En el diagrama 1 se muestran las fases del proceso de creación de una careta reutilizable, usando manufactura Aditiva.

El proceso consiste en crear un diseño CAD (Asistido por computadora), el cual será la base para construir la pieza. Para este tipo de diseños se utiliza software como SOLIDWORKS, que permite realizar geometrías diversas y hacer ajustes cuantas veces sea necesario.

Posteriormente, ese diseño CAD, debe convertirse a un formato que sea compatible con la impresora, como. STL o .3MF. 

Diagrama 1: Proceso de fabricación de una careta utilizando impresión 3D

Este se introduce a un software donde se colocan todos los parámetros necesarios; se selecciona material, la posición, el tipo de llenado y el soporte que se utilizará.

El siguiente paso es la impresión 3D como tal, donde el equipo crea capa por capa la figura deseada.

Existen muchas tecnologías de manufactura aditiva, pero en esta contingencia médica, resaltaron la FDM (modelado por deposición fundida) y la FFF (fabricación de filamentos fundidos), las cuales utilizan termoplásticos para construir la pieza.

Por último, se debe retirar el material de soporte, limpiar la pieza y darle acabados de ser necesario. En el caso de que sean varias piezas deben ensamblarse y con esto se obtiene el producto final.

Dejando de lado el ejemplo de la careta, es importante resaltar que, teniendo cualquier diseño, ya sea una mascarilla reutilizable o filtros de diversas índoles para equipo médico, siempre que se tenga un diseño con las características deseadas, se puede construir en 3D.

Una de las principales razones que hicieron de la manufactura aditiva una herramienta importante durante la pandemia es la gran cantidad de usuarios de esta en el mundo, muchos de ellos muy especializados, innovadores y creativos.

Durante la última década, la disminución en el costo de procesadores y la expiración de las patentes de diversas tecnologías de impresión, hicieron a las impresoras de escritorio máquinas de gama baja.

Además, el precio de la materia prima, principalmente polímeros termo formables, están en constante descenso. Así, la capacidad de producir repuestos para suplir el desabastecimiento por la pandemia no es exclusivo para la industria: fabricantes, personas que poseen o tienen acceso a máquinas de impresión 3D, han demostrado significativamente sus contribuciones a esta pandemia.

Una segunda razón es que las personas que tienen una impresora 3D no requieren conocimientos de diseño CAD para producir piezas.

Los archivos 3D se pueden encontrar fácilmente en Internet a través de páginas de diseño abierto o incluso en redes sociales. Solo se requiere una impresora de escritorio para comenzar la producción.

Esta tecnología se utilizó para construir piezas para ventiladores, lo que ayudó a acelerar el proceso para habilitar el equipo médico que se encontraba con deficiencias, e incluso adaptadores que permiten aumentar el rango de pacientes que equipos con ciertas características pueden atender.

La fabricación bajo demanda es otro de los beneficios de la impresión 3D. El tener una base de datos con diferentes diseños de equipo de protección personal permite seguir creando piezas en base a la necesidad del cliente.

El tiempo relativamente corto de manufactura también permite crear grandes cantidades y cubrir la demanda.

Viendo la condición de pandemia, la tecnología de impresión 3D surge como una técnica vital para impulsar la producción de EPP y otros equipos médicos.

Las habilidades de modelado e impresión 3D se pueden usar para crear formas y tamaños según el requerimiento. Los diseños se pueden obtener en menor tiempo y las modificaciones son fáciles de aplicar y ejecutar.

Las técnicas de impresión 3D tienen como objetivo producir EPP a menor costo con menos mano de obra de manteniendo y del protocolo de distanciamiento social.

Existe una necesidad actual por crear protectores faciales en cantidades masivas para que el personal médico puede estar a salvo de infecciones y contrarrestar la escasez de estos.