Hasta hoy, la escala sigue siendo el principal déficit del 3D printing. Pero el unicornio Desktop Metal (que acaba de levantar US$ 160 millones del conglomerado Koch) parece tener la clave para superarlo.

Rick Fulop (43 años), cofundador y CEO de Desktop Metal, está ansioso por mostrar el modelo de las gigantescas impresoras de metal en 3D de la compañía, que pueden producir piezas de acero inoxidable, aluminio y otras aleaciones metálicas en la línea de ensamblaje. Con velocidad y en grandes cantidades. Es la primera vez que lleva a un forastero a las instalaciones en Nashua, New Hampshire, justo al otro lado de la línea estatal desde la sede de Desktop Metal en Burlington, Massachusetts. Las cuatro máquinas, que miden 16 pies de largo, 6 pies de altura y pesan tanto como un SUV, están en varios estados de producción. Podrán imprimir 3D 100 veces más rápido que los sistemas de impresión 3D de gama alta utilizados para la industria aeroespacial, y a una vigésima parte del costo, sin las herramientas necesarias para los procesos de fabricación tradicionales. "Es la primera imprenta de metal", dice Fulop, un hombre exuberante y corpulento con un ligero acento de su nativa Venezuela.

La máquina original de Desktop Metal, que comenzó a distribuirse este año a un costo de US$ 120.000, es un modelo de escritorio (de ahí el nombre de la compañía) diseñado para imprimir prototipos de metal en 3D o tiradas de bajo volumen. Este, que utiliza una variedad de polvos metálicos y tiene un precio de más de US$ 1 millón para una instalación inicial, es para producción en masa. El paso de Desktop Metal a los fabricantes más grandes de Estados Unidos y las empresas industriales más innovadoras es que sus máquinas puedan imprimir lo suficientemente rápido y a un costo lo suficientemente bajo como para reemplazar la fundición y el mecanizado CNC (Control Numérico por Computadora) para numerosas piezas metálicas.

Ric Fulop. Foto: Michael Prince.

El término "impresión 3D" cubre una serie de tecnologías diferentes mediante las cuales las máquinas crean objetos tridimensionales a partir de archivos digitales. En el proceso más común, la máquina coloca muchas capas finas de material en rápida sucesión, construyendo el producto final basado en el diseño digital. "La forma en que hacemos las cosas está a punto de cambiar radicalmente", dice Fulop. "Con la impresión 3D, ya no necesitás herramientas, por lo que estamos produciendo una nueva revolución industrial".

Hace solo unos años, sus impulsores imaginaron un mundo en el que los aficionados comprarían pequeñas impresoras 3D para sus hogares. Eso realmente nunca se concretó. Las máquinas de US$ 3.000 escupen objetos plásticos de apariencia barata y torpe que nadie quería o necesitaba. En cambio, ahora está claro que el valor real de la impresión 3D no se encuentra en la fabricación de llaveros y otros complementos, sino en la industria manufacturera global, una torta de US$ 12,8 billones (millones de millones). La colocación de impresoras 3D en la línea de ensamblaje marcará el comienzo de una nueva era en la que las fábricas más pequeñas, ubicadas más cerca de los consumidores y unidas por software, podrán imprimir piezas a pedido sin una escala mínima. Mejor aún, es posible diseñar piezas más ligeras, más baratas y más eficientes que sus precedentes.

Production System de Desktop Metal en la feria formnext de Frankfurt de 2018.

El cambio en el enfoque es central. Y no solo en metal, que es el fuerte de Desktop Metal, sino en el espacio más amplio de plásticos y compuestos, lo que ayuda a explicar por qué las nuevas empresas se han apresurado a la fabricación digital. En el nuevo mundo previsto por los partidarios de la impresión en 3D, los autos y aviones podrían volverse más livianos y más eficientes en cuanto al consumo de combustible, las prótesis de rodilla podrían diseñarse con superficies metálicas esponjosas en las que los huesos pueden crecer, y los repuestos de un tractor podrían imprimirse a pedido en un puesto de avanzada local cuando fallan. Los fabricantes se beneficiarán de poder diseñar y producir nuevos artículos de manera más rápida y eficiente, mientras que los consumidores tendrán la posibilidad de ordenar artículos personalizados que anteriormente hubieran sido prohibitivamente costosos. Wohlers Associates, analista de la industria de impresión en 3D, pronostica que las ventas de impresoras industriales en 3D podrían alcanzar los US$ 11.700 millones de dólares el próximo año y los US$ 18.200 millones en 2021.

El año pasado, Desktop Metal (fundada en 2015) vendió 357 impresoras de ambos tipos a compradores que incluyen Ford, Caterpillar y el grupo de proyectos y tecnología avanzada de Google. La cartera de pedidos de sus impresoras 3D actualmente supera los US$ 120 millones. Forbes estima que los ingresos, mínimos el año pasado cuando la compañía lanzó sus productos, podrían alcanzar los US$ 50 millones este año cuando entregue sus impresoras. Desktop Metal ha estado registrando nuevos clientes más rápido de lo que puede producir máquinas, y su impresora de producción en masa no comenzará a enviarse hasta 2019, por lo que no funcionará a través de esa acumulación este año. El próximo año, si todo va bien, debe ser su año en el que los ingresos podrían superar los $ 100 millones.

La compañía ha recaudado US$ 277 millones en fondos de riesgo de inversionistas que incluyen a Ford, BMW, New Enterprise Associates, GE Ventures, GV y Kleiner Perkins, con una valuación de más de US$ 1.500 millones gracias al ingreso de los dólares frescos de Koch Disruptive Industries, una rama del grupo Koch. Fulop, quien maneja un Tesla maltratado por sus hijos pequeños, posee una pequeña participación minoritaria. Dayna Grayson de NEA, una de las primeras inversionistas, cree que la velocidad de Desktop Metal es su ventaja. "Hay empresas que pasan años en laboratorios antes de ir al mercado", dice ella. “Ric se mueve a la velocidad de la luz. Él simplemente dice: 'Vamos a hacer esto' y vamos".

Mientras crecía en Caracas, a Fulop le encantaba jugar con la tecnología. Su padre tenía muchos trabajos, incluido el de una empresa textil y una agencia de viajes. Las crisis económicas del país en los años 80 y 90 obligaron a muchos venezolanos a convertirse en empresarios para sobrevivir. "Papá era un empresario, intentó muchas cosas", dice Fulop. Cuando era un adolescente, ya estaba pensando en algo más grande. “Estaba haciendo 3D cuando tenía 18 años. Simplemente me interesaba", recuerda. A los 16 años, usó el dinero de su Bar Mitzvah para iniciar una empresa que importaba hardware y software para computadoras y lo vendía a minoristas venezolanos. A los 18 años, cofundó su segunda compañía, que hizo software de modelado 3D.

Llegó a Estados Unidos en 1995, pero se fue antes de graduarse para enfocarse en otra empresa nueva que había fundado en su dormitorio. Esa compañía, llamada Arepa al principio y luego a Into Networks, desarrolló una tecnología refinada para permitir que los usuarios de servicios de banda ancha descarguen software de Internet. Into Networks vendió su tecnología a otra empresa, que posteriormente fue adquirida por Microsoft.

En 2001, Fulop llamó a la puerta de Yet-Ming Chiang, un profesor de ciencia de materiales e ingeniería del MIT que había desarrollado una nueva tecnología para cargar rápidamente las baterías de iones de litio. Fulop había leído los documentos de Chiang y vio el potencial para comercializar la tecnología. Fulop encantó al profesor, y Chiang aceptó comenzar una compañía de baterías con él: A123 Systems. "Solo tienes que ser persuasivo", dice Fulop, quien terminó un M.B.A. en el MIT en 2006. "Era un niño pequeño, pero no es como si no hubiera hecho nada". Conoces a los profesores, están tratando de comercializar su investigación. Es más fácil de lo que parece. No quieren salir de la universidad".

En 2010 ya había dejado A123, y para el 2013, Fulop estaba ansioso por volver a dirigir una empresa. Vio la oportunidad en la impresión 3D en metal. “Invertir es muy lento. No es muy operativo y yo soy un operador", dice Fulop, que lleva un Apple Watch y dos teléfonos celulares que revisa regularmente. "Es un poco aburrido, honestamente. Esto es más divertido".

Lanzó Desktop Metal en 2015 con seis cofundadores, entre ellos Chiang y otros profesores del MIT. Ely Sachs, el anciano estadista de la impresión 3D que acuñó el concepto de "impresión tridimensional" en su primera patente y fue el principal inventor de la tecnología de impresión tridimensional de chorro aglomerante, se unió al grupo. También lo hizo Chris Schuh, profesor de metalurgia del MIT, cuyo grupo de investigación ha trabajado en el desarrollo de nuevas aleaciones metálicas a nanoescala. Sachs, de 63 años, recuerda cómo, incluso años antes, estaba interesado en la impresión 3D de metales, pero era difícil obtener financiamiento para proyectos en metal, y los polvos metálicos no estaban fácilmente disponibles. "En muchos sentidos, las piezas metálicas son la mejor aplicación para la impresión en 3D", dice, señalando que al crear piezas de metal más livianas y menos costosas, la impresión en 3D podría eventualmente permitir que algunas piezas ahora hechas de plástico se creen más tiempo. metal duradero "Era exactamente lo que había querido hacer años antes".

La máquina de producción se basa en una tecnología que Desktop Metal denomina inyección de un solo paso, un proceso de impresión bidireccional que utiliza más de 32,000 jets junto con esparcidores de polvo para chorrear millones de gotas por segundo. Eso crea capas de metal de alta resolución que se acumulan en una pieza sin necesidad de otras herramientas. El resultado es que los fabricantes pueden crear piezas metálicas en minutos en lugar de horas. Es una tecnología más rápida, menos costosa y más adecuada para la producción en masa que el proceso basado en láser que se utiliza para imprimir piezas en 3D en el sector aeroespacial. "Esta es la razón por la que Ford y otros nos han apoyado", dice Fulop. "En el tiempo que toma el proceso basado en láser para producir 12 hélices, Desktop Metal produciría más de 560".

En su escritorio, cerca de una ventana en la oficina abierta de Desktop Metal, Fulop guarda documentos de adornos metálicos, piezas que han sido impresas en 3D para pruebas que él está ansioso por mostrar. Hay un pequeño prototipo de acero de una bomba impulsiva de agua que irá a un automóvil BMW. Para la industria automotriz, la impresión 3-D tiene un enorme potencial, pero aún queda mucho por hacer antes de que las máquinas produzcan partes en las fábricas estadounidenses. "La pregunta más importante es, ¿cómo se hacen las piezas lo suficientemente grandes en el tiempo necesarió" Dice Ken Washington, director de tecnología de Ford, quien se unió a la junta directiva de Desktop Metal a principios de este año.

La otra gran pregunta para Fulop y Desktop Metal es la competencia. HP, que ha estado implementando sus propias impresoras 3D de tamaño industrial para productos, acaba de lanzar sus impresoras 3D de escala de producción, por ejemplo, y abundan las nuevas empresas de impresión 3D como Carbon (que produjo una zapatilla 3D para Adidas) o Formlabs, que desarrolló la tecnología de estereolitografía. Los jugadores que ganen dependerán tanto de la tecnología como del precio. "Desktop Metal no puede relajarse", dice el analista de impresión 3D Terry Wohlers. "Se está convirtiendo en un mercado lleno de gente. Siempre hay espacio para algo más rápido, mejor y con menor costo".