Cómo la película impresa en 3D podría ampliar los límites de la tecnología FDM

Lo que comenzó como una forma de crear pequeños premios para los alumnos se ha convertido en un proyecto de investigación que amplía los límites de la impresión 3D por FDM. En FILDZ Research, la experimentación es el núcleo del proceso. Al replantearse el diseño y las trayectorias de herramienta, el equipo está descubriendo nuevos comportamientos del filamento, desde películas ultrafinas impresas en 3D hasta estructuras flexibles similares a los tejidos.

Para comprender cómo surgieron estas ideas y adónde podrían conducir, hablamos con Edgaras Janušauskas, fundador de FILDZ Research, sobre su trayectoria, su enfoque de la experimentación abierta y por qué cree que el FDM aún tiene un potencial sin explotar.

3DN: ¿Podrías presentarte brevemente y explicar cómo te iniciaste en la impresión 3D?

Soy Edgaras Janušauskas, y mi camino hacia la impresión 3D comenzó a través de la educación. Al principio de mi carrera trabajé como profesor, ayudando a los alumnos a explorar la programación, la electrónica y la ingeniería. La tecnología evoluciona rápidamente, y a menudo me encontraba aprendiendo a la vez que ellos. Esa experiencia me hizo sentir cómodo con la experimentación y el método de prueba y error.

Fuera del horario escolar, empecé a desarrollar mi propio ecosistema de robótica educativa inspirado en el cyberpunk: robots compactos con ordenadores y sensores integrados, pensados para modificarlos y mejorarlos de una forma lúdica y gratificante.

FILDZ CYBERCORE X1 y CYBERWARE integrados en el kit de robot impreso en 3D T-100.

En 2015, cuando la impresión 3D aún era relativamente nueva en Lituania, empecé a utilizarla con un propósito sencillo: crear pequeños trofeos y premios para mis alumnos. Con el tiempo se convirtió en una tradición: cuanto más difícil o creativo era el reto, más imaginativo era el premio impreso en 3D.

3DN: ¿Qué te llevó a crear FILDZ Research y cuál es su objetivo principal?

FILDZ Research comenzó cuando decidí centrarme por completo en la impresión 3D, en 2024. Un año antes había tenido la oportunidad de organizar eventos educativos mensuales centrados en esta tecnología. Cada sesión requería un nuevo concepto y un enfoque novedoso: un mes enseñamos a los participantes a diseñar e imprimir huevos de Pascua, otro experimentamos con la impresión sobre camisetas y otro creamos tapas personalizadas para desagües.

Huevos de Pascua impresos en 3D, cabeza de Medusa en una camiseta y tapa de desagüe.

Ese ciclo constante de nuevas ideas, limitaciones y públicos me empujó a pensar en la impresión 3D de otra manera: no solo como un método de fabricación, sino como un sistema que se puede «hackear» mediante un diseño y una técnica ingeniosos.

Durante ese tiempo, un concepto en particular lo cambió todo: el tejido impreso en 3D. Esa idea me llevó a investigar más a fondo y me animó a cuestionar los supuestos límites del FDM. Me di cuenta de que, con el diseño adecuado y unas cuantas decisiones inteligentes sobre las trayectorias de herramienta, el filamento puede comportarse de formas que mucha gente da por imposibles.

Conceptos de tejido impreso en 3D: «QWeave» y «QArc».

Hoy, el objetivo principal de FILDZ Research es desafiar el statu quo de lo que la gente cree que puede hacer la impresión 3D, desarrollando conceptos que parecen casi imposibles a primera vista. Cuando un prototipo hace que alguien pregunte «un momento, ¿eso está realmente impreso en 3D?», hemos cumplido: habremos demostrado una técnica, no solo un objeto.

3DN: ¿Qué suposición común sobre el FDM te llevó a querer estudiarlo más a fondo en lugar de limitarte a utilizarlo para producir piezas?

Una de las suposiciones más comunes es que el FDM ya está «resuelto»: puede producir piezas, pero ya no sorprende a nadie. El discurso es siempre el mismo: líneas de capa visibles, materiales limitados, precisión cuestionable y máquinas que supuestamente no pueden hacer nada nuevo.

Quería desafiar esa mentalidad. Por lo que he visto, muchas de esas «limitaciones» vienen de convenciones más que de la física. Si te replanteas la intención del diseño y tomas el control de la trayectoria de herramienta, incluso con pequeños ajustes en el G-code, puedes obtener resultados que parecen imposibles para el FDM.

Algunos conceptos: PLA flexible, impresiones 3D inflables, fuzzy skin a gran escala e impresión en el aire.

En lugar de preguntarme «¿qué piezas puedo imprimir?», empecé a preguntarme «¿qué comportamientos puedo programar?». Ese cambio convirtió el FDM, para mí, de una simple herramienta de producción en un tema de investigación. Explorar ideas que aún no están documentadas puede ser difícil, pero a menudo es ahí donde se producen los avances, y por eso vale la pena intentarlo.

3DN: Animas activamente a otros a replicar tus experimentos y a publicar flujos de trabajo detallados. ¿Por qué la transparencia es fundamental en tu enfoque de investigación y qué importancia tiene la experimentación comunitaria para el avance de la fabricación aditiva?

La transparencia es esencial porque buena parte de nuestro trabajo se sitúa fuera del uso estándar del FDM. Si solo mostramos el objeto final, la gente asume que es magia, o que no se puede replicar. Al compartir fotos, vídeos, parámetros y detalles del flujo de trabajo, transformamos esa «magia» en un método. Eso permite a otros apoyarse en el trabajo, ponerlo a prueba y mejorarlo.

Dicho esto, también es importante no revelar todos los detalles de inmediato, porque algunas ideas aún requieren desarrollo.

La experimentación comunitaria juega un papel concreto. Los grandes avances suelen venir de un pequeño número de personas que pasan años empujando una misma idea. La comunidad en general rara vez produce el avance inicial, pero es esencial para validarlo y someterlo a pruebas de estrés. Cuando cientos de usuarios prueban una técnica en distintas impresoras, con diferentes materiales y slicers, enseguida queda claro qué es robusto y qué solo funciona en condiciones perfectas.

3DN: FILDZ también explora los metamateriales y las estructuras funcionales. ¿Qué hace que el FDM sea especialmente adecuado para este tipo de investigación?

Los metamateriales son difíciles de fabricar con cualquier proceso, y el FDM no es necesariamente la opción obvia si se aborda como la producción tradicional de piezas. Los límites de resolución, la anisotropía y las limitaciones del slicer se convierten rápidamente en cuellos de botella.

Ahora bien, esas mismas restricciones son las que hacen que el FDM resulte interesante para la investigación. La tecnología es programable, accesible y permite una iteración rápida. La lógica de las estructuras de celda unitaria también encaja de forma natural con el diseño paramétrico y la experimentación con trayectorias de herramienta, lo que permite prototipar estructuras funcionales con rapidez, aunque los resultados aún no sean perfectos.

Concepto «QArc»: arcos repetibles que se pueden apilar.

Así surgió nuestro concepto «QArc»: una celda unitaria ajustable basada en arcos, diseñada para expandirse hasta formar estructuras repetibles. Aunque conseguimos un comportamiento similar al de los tejidos, las limitaciones del software nos impidieron escalar el concepto de forma fiable a estructuras 3D completas. Por ahora el proyecto está en pausa, pero es algo que podríamos retomar a medida que los flujos de trabajo y las herramientas de software evolucionen.

3DN: ¿Cuáles han sido vuestros proyectos más emocionantes hasta ahora y en qué estáis trabajando actualmente?

Durante el último año hemos estado buscando un concepto capaz de cambiar de verdad la forma en que la gente piensa sobre el FDM. Lo encontramos en algo que a primera vista puede parecer poco impresionante: una película impresa en 3D.

Película de 20 µm fabricada con PLA blanco y de 15 µm con PETG negro.

Es un cambio importante. Hemos desarrollado un flujo de trabajo que nos permite imprimir película de PLA ultrafina, con un grosor ajustable de entre 5 y 20 µm. El verdadero avance no es solo lo fino que llega a ser, sino la repetibilidad del proceso.

Para verificar el grosor usamos de momento un método de apilamiento: imprimimos varias capas idénticas de película (por ejemplo, cuatro capas de unos 15 µm cada una) hasta alcanzar un grosor total de aproximadamente 0,06 mm, que luego medimos con un calibre. En el futuro pasaremos a un micrómetro para ganar precisión.

Después, el foco se desplazó a hacer que la película fuera útil, y no solo llamativa. Desarrollamos varias técnicas de refuerzo que transforman la frágil película en láminas duraderas. Eso nos permitió crear estructuras inflables, entre ellas bolsas apilables llenas de aire. Una bolsa se puede imprimir en unos 35 minutos con una impresora 3D de hace diez años, sin modificar, y con una boquilla estándar de 0,4 mm.

Una sola bolsa que contiene nueve capas de película (15 µm) y tres bolsas apiladas (infladas).

Una de las direcciones más emocionantes es utilizar esta película para crear músculos artificiales tipo fuelle para la robótica blanda. La visión a largo plazo es hacer que los sistemas de movimiento sean imprimibles y ampliamente accesibles. Imagínate poder imprimir músculos artificiales, tendones y estructuras en casa, lo que reduciría drásticamente el coste y la complejidad de la investigación en robótica. Ya sea una forma humanoide, un perro o incluso algo parecido a una rana, la idea clave sigue siendo la misma: reducir las barreras de la robótica haciendo imprimible el accionamiento.

Uno de los conceptos de músculo artificial neumático imprimible en 3D.

Llevamos trabajando en esto de forma continua desde finales de 2024. Hasta ahora hemos perfeccionado los flujos de trabajo, probado estructuras inflables bajo cargas de hasta 25 kg y diseñado varios conceptos orientados a construir un ecosistema escalable.

Una de las posibles formas de integrar un músculo artificial tipo fuelle.

El próximo hito clave es demostrar un sistema completamente desplegado capaz de realizar movimientos fiables impulsados por accionamientos impresos. Si funciona, esto podría abrir la robótica blanda a un público mucho más amplio: desde makers y educadores hasta laboratorios de investigación y empresas. Incluso podría dar lugar a nuevas direcciones en la «robótica no tan blanda», en la que el accionamiento imprimible se combina con estructuras rígidas de formas inesperadas.

3DN: ¿Unas últimas palabras para nuestros lectores?

Quien sigue explorando acaba encontrando lo que busca. El FDM aún esconde muchas posibilidades sin explorar, y animo a la gente a experimentar y a cuestionar las suposiciones, porque ahí es donde empieza el progreso.

Al mismo tiempo, conviene reconocer el coste medioambiental de la impresión 3D. La producción de filamento, las impresiones fallidas, los prototipos y la iteración constante generan residuos, y nosotros también formamos parte de ese ciclo.

Para mí, la clave es la intención. Si vamos a consumir material, que sea para aprender, reparar o innovar de forma significativa, no para imprimir por imprimir.

La otra cara de la impresión 3D: los residuos que se generan (y que incluso se fomentan).

Aquí también importa la presión de la comunidad. Me gustaría ver a más fabricantes abordando la sostenibilidad en serio, con vías de reciclaje, programas de recogida y materiales diseñados para reducir los residuos. La fabricación aditiva es cada vez más accesible, y si no abordamos nosotros mismos su impacto medioambiental, la regulación acabará forzando el debate, y lo notaremos todos.

¿Podría una película impresa en 3D cambiar nuestra forma de pensar sobre el FDM? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, LinkedIn y Youtube. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.

*Créditos de todas las fotos: FILDZ Research