Desde el surgimiento de las primeras computadoras fue evidente que no sólo eran máquinas capaces de almacenar datos numéricos y hacer cálculos. La posibilidad de manejar precisamente estos datos numéricos fue lo que permitió el desarrollo de los lenguajes de programación y con ello también la posibilidad de convertir los datos numéricos en datos gráficos como lo hacen no sólo las computadoras hoy en día, sino numerosos dispositivos que empleamos en nuestra vida cotidiana.

Así encontramos que muchos sistemas y dispositivos que antaño eran controlados de manera manual o mecánica y que solo eran capaces de producir objetos en serie (todos exactamente iguales), hoy en día pueden ser controlados por sistemas digitales mucho más sencillos que proporcionan instrucciones a distintos instrumentos tales como motores, herramientas y otros implementos mecánicos, y que esas instrucciones pueden tener variables infinitas, ya sean programadas directamente por el usuario, o incluso variables al azar determinadas por ciertos parámetros.

En resumen, entonces la fabricación digital se convierte en el medio para llevar al “mundo real” cualquier cosa que haya sido diseñada o planeada exclusivamente en la “realidad virtual”, es decir, convertir un simple archivo de datos en un objeto único, real, tangible y funcional. Y ese objeto puede ser reproducido cientos o miles de veces, o puede ser creado de manera que no haya otro idéntico. Los objetos creados por fabricación digital son cada vez más comunes en nuestra vida diaria y son producidos por distintos tipos de máquinas y sistemas.

Sistemas en dos dimensiones

Sin duda alguna el ejemplo más común de un sistema de fabricación digital es una impresora. Las impresoras comenzaron reemplazando el trabajo que antes se hacía con máquinas de escribir y sumadoras, pudiendo reproducir un archivo de texto con numerosas variantes de manera rápida y económica. El funcionamiento de las impresoras requiere que la computadora controle los motores para posicionar el soporte a imprimir (comúnmente papel) y el cabezal encargado de grabar los distintos caracteres que componen el archivo, transfiriendo así un conjunto de datos digitales a un medio físico.

Máquinas de Control Numérico (CNC), cortando piezas con diversos tipos de herramientas (De Izq. a Der. rayo Láser, navaja y agua a alta presión)

De la impresora evolucionaron las máquinas capaces de transferir datos virtuales a soportes físicos, tales como las mesas trazadoras (también conocidas como plotters) y las máquinas denominadas de Control Numérico (CNC), que en vez de emplear un cabezal que trabaja de manera lineal, emplean un cabezal que va trazando las formas empleando coordenadas. En este cabezal se pueden acoplar distintos tipos de herramientas tales como plumas (o cualquier otro utensilio para pintar o escribir), navajas, rayos láser, herramientas giratorias e incluso boquillas que lanzan agua a muy alta presión permitiendo cortar materiales tan duros como el metal o el mármol.

De esta forma, la misma máquina puede fabricar piezas distintas sin tener que adaptarse o sin tener que cambiar de moldes cada vez que se necesite fabricar una pieza con un diseño distinto, acelerando la fabricación tanto de productos en serie como de unidades prototipo, ya que sólo es necesario cambiar de archivo, lo que también permite ir corrigiendo errores, introducir mejoras y crear objetos completamente a la medida. La única limitante en cuanto a formas de ésta clase de equipos es que solamente son capaces de producir piezas de forma plana.

Sistemas en tres dimensiones

Actualmente existen dos sistemas para la fabricación digital de piezas en tres dimensiones, la impresión 3D y los sistemas de CNC de 3 o más ejes cartesianos. En éste sentido ya no sólo se trata de máquinas capaces de cortar, dibujar o grabar, sino de operaciones mucho más complejas tales como esculpir, moldear, doblar y tornear. Mientras que los sistemas de impresión 3D son fáciles de usar y relativamente accesibles para el usuario “casero”; las máquinas CNC para trabajo en tercera dimensión son prácticamente exclusivas del ámbito industrial y requieren de un amplio conocimiento para su manejo.

Los sistemas de fabricación digitales más avanzados permiten realizar piezas tridimensionales con un alto nivel de precisión (De Izq. a Der. Relieve en madera, pieza mecánica, figura en impresora 3D)

De igual forma que en los sistemas de dos dimensiones, este tipo de máquinas recibe instrucciones de un archivo digital para trabajar, que en éste caso debe ser un modelo en 3D con dimensiones de alto, ancho y profundidad, el cual será traducido por el software específico de la máquina en cuestión a instrucciones para trabajar. Por ejemplo en las impresoras 3D, éste proceso consiste en una boquilla que libera un material en estado líquido (comúnmente plástico derretido que se solidifica al enfriarse) que se va acumulando en sucesivas capas horizontales, creando de ésta manera un objeto tridimensional “moldeado”, de una manera muy similar a como se realizaban algunos objetos de barro y cerámica.

Mientras tanto las máquinas de tipo CNC deben trabajar con bloques de material sólido, los cuales mediante distintas herramientas les darán forma, en un proceso muy similar al de cincelar una escultura, retirando material sobrante hasta obtener la forma deseada. Las técnicas mas comúnmente empleadas son el fresado, que consiste en cortar y grabar un bloque fijo, y el torneado, que permite crear sólidos de revolución, es decir, basados en secciones circulares con un eje longitudinal, lo que también permite crear piezas roscadas.

Aplicaciones actuales y futuras

Las posibilidades de la fabricación digital son tan amplias como las herramientas disponibles para trabajar en muy diversos materiales, con lo que un mismo archivo digital puede crear objetos muy diversos y con distintos usos, con tan solo cambiar su escala y su material. En la actualidad incluso existen equipos capaces de trabajar con materiales comestibles. De ésta manera el diseño por computadora se puede aplicar a muy diversas áreas de la industria, con importantes beneficios tanto para el productor como para el consumidor.

La evolución de los sistemas computacionales está llevando a que también los sistemas de fabricación digital sean más accesibles a cada vez más usuarios, con esto será posible construir objetos cada vez más personalizados y acordes a las necesidades de sus usuarios, permitiendo también dotarles de un mayor valor artístico al ser objetos únicos en los que el único límite será el ingenio y la creatividad de sus diseñadores.

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