La adaptabilidad es uno de los beneficios más exclusivos de la impresión 3D como tecnología de fabricación. En comparación con los métodos sustractivos como el fresado, la impresión 3D es capaz de reproducir piezas con geometrías mucho más complejas. Un producto impreso en 3D también se puede personalizar para el usuario, lo que los convierte en excelentes opciones para una prótesis.
Aunque los productos impresos en 3D no son exactamente conocidos por su resistencia mecánica, la tecnología ha recorrido un largo camino. Los Juegos Paralímpicos de este año (y muchas otras versiones anteriores) sirven como escaparate de las posibilidades de la impresión 3D de alto rendimiento.
Abordar necesidades únicas
A pesar de la sofisticación de los equipos deportivos modernos, todavía están limitados por una cosa: están diseñados para ser utilizados por atletas sin discapacidades. Hay varias buenas razones por las que las principales marcas deportivas se adhieren a estos equipos estándar. Tienen un gran mercado y pueden fabricarse en masa a bajo precio, lo que proporciona excelentes márgenes de beneficio.
En para-atletismo, el equipo deportivo fabricado en masa simplemente no funcionará. Cada atleta con una discapacidad puede necesitar prótesis o equipos exclusivos para su cuerpo o para el evento en el que participa. La producción de estas piezas únicas puede ser muy costosa, especialmente si se hace con métodos de fabricación tradicionales. También hay un costo significativo involucrado en hacer extensos ciclos de prueba y error en este equipo para optimizarlos para deportes competitivos.
Lo mejor de la impresión 3D es que sigue siendo económica, incluso si solo tiene que crear dos o tres copias de una pieza determinada. Esto ciertamente es útil para los atletas que necesitan prótesis moldeadas a las partes de su cuerpo oa sus necesidades específicas.
Una excelente demostración de este concepto es el caso de Florian Jouanny, un paraciclista tetrapléjico que ganó varias medallas en los Juegos Paralímpicos de 2020. Jouanny tuvo problemas para mantener el agarre con la mano, por lo que se tuvo que crear un mango de handbike personalizado para él. La empresa francesa Athletics 3D trabajó con Jouanny para idear un diseño que se ajustara a sus discapacidades, mejorando su agarre y usando su fuerza para producir más potencia para el handbike.
Un dato interesante sobre esta historia es que Jouanny hizo los prototipos en casa usando una impresora 3D Zortrax M200 y un filamento Z-ULTRAT. El hecho de que una impresora 3D tan sofisticada se pueda usar en casa hizo que Jouanny se sintiera más involucrado en el proceso de diseño. Esta historia también demuestra cómo la confianza en un espacio de trabajo digital puede hacer que los proyectos de impresión 3D sean un terreno fértil para la colaboración.
Una combinación perfecta con el escaneo 3D
El complemento perfecto para la impresión 3D en este campo específico es el escaneo 3D. Este es el tipo de tecnología que hace posible fabricar piezas y equipos que se adaptan a la morfología de cualquier atleta.
En el deporte de las carreras en silla de ruedas, los guantes de los atletas son tan importantes como los zapatos de los corredores. Los guantes deben ser cómodos, ceñidos y con buen agarre a las ruedas. Teniendo en cuenta lo críticos que son, los guantes confeccionados simplemente no son lo suficientemente buenos al nivel de competencia de los Juegos Paralímpicos.
Para asegurarse de que estos guantes de carrera para sillas de ruedas se ajusten perfectamente, las manos del atleta se pueden escanear en 3D. El modelo digital de este escaneo se puede usar como plantilla para el diseño de los guantes. Este agarre perfecto puede marcar una gran diferencia a la hora de ganar una carrera, especialmente porque los atletas no tienen mucho margen para personalizar sus sillas de ruedas.
El arquero australiano Taymon Kenton-Smith también se benefició de la tecnología de impresión 3D. Nacido con una mano izquierda parcial, se tuvo que hacer una prótesis personalizada para permitir que Kenton-Smith agarrara materiales duros y blandos. Se utilizó escaneo 3D para asegurarse de que el agarre se ajuste perfectamente a la mano izquierda del atleta. Como se señaló en esta historia, se pueden hacer varias copias de la empuñadura para que sea fácil reemplazar una rota. La impresión 3D también garantiza que cada copia siga el diseño exacto.
El escaneo 3D también se puede utilizar para ajustar los parámetros de rendimiento de los equipos deportivos. Por ejemplo, una empresa llamada Artec 3D usó su escáner 3D junto con un túnel de viento para diseñar lo que afirman ser los monos de ciclismo más rápidos del mundo. El objetivo del ejercicio era utilizar el escaneo 3D para crear modelos anatómicamente precisos de los atletas. Luego, los modelos se usaron como plantillas para diseñar los trajes de piel para reducir la resistencia tanto como sea posible.
Conseguir el ajuste perfecto se trata de mejorar la comodidad, el rendimiento y la estabilidad. Al escanear en 3D las partes del cuerpo de un atleta, se puede fabricar y reproducir equipo personalizado a través de la impresión en 3D. Esta combinación de tecnologías complementarias resultará revolucionaria para todos los atletas, tengan o no discapacidades.
Impresión 3D con materiales de alto rendimiento
El diseño es solo una parte de la ecuación para hacer que el equipo se ajuste a los deportes competitivos. Estas piezas también deben fabricarse con materiales que puedan soportar niveles extremos de tensión mecánica. La selección de materiales siempre ha sido una debilidad de la tecnología de impresión 3D. Afortunadamente, ahora existen medidas modernas que pueden ayudar a cerrar esta brecha.
El equipamiento deportivo no solo tiene que ser resistente, también tiene que ser flexible y lo más ligero posible. En 2016, la ciclista alemana Denise Schindler actualizó su prótesis de fibra de carbono a policarbonato. Esto dio como resultado una reducción de peso de 500 gramos que ya se consideraba innovadora en ese entonces.
Markforged, que cotiza en bolsa, es una marca que ha estado a la vanguardia del mercado de impresión 3D de alto rendimiento. El socio de la empresa con sede en Estocolmo, 3D Verkstan, desempeñó un papel fundamental en el apoyo a los atletas para los Juegos Paralímpicos de Tokio. A través de 3D Verskstan, un ciclista tándem local probó un juego de bielas de fibra de carbono personalizado combinado con piezas Shimano de metal estándar.
Markforged también trabajó con SolidPrint 3D, con sede en el Reino Unido, para crear un brazo de manivela personalizado para el handbike del campeón británico de paratriatlón Joe Townsend. Utilizando la impresión continua de fibra de carbono, las piezas personalizadas se fabricaron con una resistencia y durabilidad superiores.
Townsend luego fundó JT Custom Adaptive, una empresa que ofrece piezas de empuñadura impresas en 3D para paraatletas. Los servicios como el que ofrece Townsend ofrecen oportunidades para que los para-atletas entrenen y compitan con equipos de adaptación hechos a la medida que no son prohibitivamente caros.
Aunque la mayoría de los equipos deportivos están impresos en 3D con fibra de carbono, el titanio también es una opción cuando la resistencia es la prioridad. En 2016, Anna Grimaldi ganó el modelo de oro para Nueva Zelanda usando un brazo de titanio para entrenamiento con pesas. El brazo se fabricó mediante un proceso de fusión por haz de electrones utilizando polvo de titanio como materia prima. Este accesorio fue lo suficientemente fuerte como para permitirle a Grimaldi levantar 50 kilogramos de pesas de entrenamiento del suelo.
La tecnología para imprimir con materiales de alto rendimiento ya existe, pero sigue siendo demasiado costosa e inaccesible para los entusiastas ocasionales de la impresión 3D. Con suerte, los Juegos Paralímpicos brindan una plataforma suficiente para que este nivel de impresión 3D sea más prominente.
Para ir finalizando
Es bastante inesperado, pero los Juegos Paralímpicos han demostrado ser el evento que hizo que mucha gente prestara atención a la tecnología de impresión 3D. Las personas a menudo se sorprenden de la gran participación de la impresión 3D en este tipo de eventos, o incluso de que las piezas impresas en 3D sean lo suficientemente resistentes como para que las utilicen los atletas.
El paraatletismo destaca cuán adaptable puede ser la impresión 3D. Ha permitido a los para-atletas sacar lo mejor de sus habilidades y competir en el mismo nivel de campo de juego. Este es un caso de uso en el que la impresión 3D probablemente se convertirá en un pilar.
Advertencia; Las impresoras 3D nunca deben dejarse desatendidas. Pueden representar un peligro de seguridad contra incendios.