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#Working3D: Seis preguntas para un ingeniero de calzado

Publicado el octubre 3, 2024 por Carol S.

En numerosos proyectos hemos visto cómo se está utilizando la impresión 3D para fabricar calzado. Este es justo el caso del sector de los bienes de consumo, en el que tenemos ejemplos particularmente de moda, pero también de calzado deportivo que ofrece un mayor rendimiento. Sin embargo, también es un tema relevante para la industria del calzado ortopédico, que se centra en crear calzado que contribuya a la salud de sus usuarios. Daniel Petcu se centra en este ámbito en su trabajo como ingeniero de calzado. Ha participado en numerosos proyectos y ha diseñado el primer zapato ortopédico completamente impreso en 3D, que lució en la feria OTWorld en Leipzig, Alemania. Le hicimos algunas preguntas para saber más sobre el trabajo de un ingeniero del calzado y los desafíos a los que se enfrenta a diario.

3DN: ¿Podría presentarse, por favor?

Soy ingeniero de calzado con una tesis doctoral en ortesis de pie para diabéticos. Me interesa el área del calzado médico (incluidas las ortesis de pie), algo que no es común en la práctica de los ingenieros de calzado, por lo que fue un extenso proceso de autoeducación para adquirir conocimientos en este campo. He desarrollado un nuevo concepto de Pedorthic Information Modeling, definido como el entorno para la representación digital de las características estéticas, físicas y funcionales del modelo de información del calzado médico.

El concepto se llevó a la práctica mediante un código de programación visual Grasshopper y la impresión en 3D de ortesis de pie y calzado ortopédico. El concepto de Pedorthic Information Modeling y el código Grasshopper se están desarrollando y probando continuamente para seguir su validación en la práctica. El concepto se ha presentado en eventos significativos como OTWorld en Leipzig, Alemania (2022, 2024), IVO-OST en Koln, Alemania (2022), FootPRINT3D en Barcelona (2023), International Rhino User Meeting en Wroclaw, Polonia (2024), Pedorthic Association of Australia Conference (2024).

3DN: ¿Cómo descubrió la fabricación aditiva?

No soy el tipo de ingeniero al que le gusta reparar su coche él mismo o construir instalaciones técnicas que yo mismo he diseñado. Soy lo que se podría considerar un ingeniero de «torpe» y nunca me gustó desarrollar mis habilidades manuales. Pero el calzado médico hecho a medida se trata principalmente del flujo de trabajo tradicional «hecho a mano» que le da su «sabor». Luego, hace un par de años, una entrevista inspiradora en MAEKAN con Philippe Holthuizen de Fused Footwear me hizo cambiar de mentalidad y ver que es posible imprimir calzado completamente en 3D. La impresión 3D se alinea bien con mi deseo de ser independiente en mi trabajo y dar vida a un producto complejo sin tener que dedicar tiempo a desarrollar mis habilidades manuales.

Me identifiqué con el hombre de la entrevista, y me di cuenta de que podía transferir mis ideas a un producto real sin depender de los demás ni de mis habilidades manuales. Más que eso, es fascinante poder usar la tecnología para «pensar» en los (meta)materiales con un propósito terapéutico determinado. He implementado diferentes estructuras reticulares en mi código de programación, pero cuando me di cuenta de que su ensayo/fabricación no me resultaba accesible, decidí centrarme en la impresión FDM, que es más asequible. He desarrollado un código Grasshopper para el postratamiento del GCode Gradient Stiffness que me permitirá extenderlo no solo a las plantillas y ortesis de pie, sino también a las entresuelas e incluso al calzado totalmente impreso en 3D.

Código Grasshopper para el postratamiento del GCode Gradient Stiffness

Pero lo que me llevó a apostar totalmente por la fabricación aditiva fue un caso particular de calzado médico. Se trataba de una joven que no podía ponerse de pie ni caminar sin zapatos debido a una condición médica permanente que la tenía en una situación muy difícil. Ella nunca encontró a alguien que si quiera intentase replicar la solución a la que llegué a través del diseño tradicional y los métodos de fabricación hace ocho años en mi lugar de trabajo anterior.

Y aquí está lo interesante: estoy seguro de que en los países con tradición artesanal, ella habría encontrado una solución. Y este podría ser el problema con los países que han establecido un sistema de fabricación artesanal tradicional muy funcional: una vez que lo tienes, es difícil cambiarlo o al menos mejorarlo pensando fuera de la caja. Además, el sistema educativo que no instruye sobre el pensamiento y el diseño paramétrico no siembra las semillas del cambio o la innovación.

Es por eso que campos como AEC (arquitectura-ingeniería-construcción) son altamente innovadores; utilizan el pensamiento y el diseño paramétrico. Hay muchos arquitectos y diseñadores de productos que se ocupan del calzado totalmente impreso en 3D, pero no del calzado médico. ¿Por qué? Porque carecen de los conocimientos médicos (anatomía funcional, biomecánica, patomecánica…) necesarios para evaluar un caso clínico y diseñar el calzado médico adecuado.

La evolución del calzado ortopédico tradicional al primero totalmente impreso en 3D

Esta fue mi ventaja: saber qué conocimientos médicos, técnicos y computacionales se necesitan para diseñar y fabricar el calzado médico. Teniendo este caso como referencia empecé a desarrollar el concepto de Pedorthic Information Modeling (una adaptación de Building Information Modeling de AEC a los Pedorthics). Inicialmente, lo desarrollé de acuerdo con el flujo de trabajo de diseño tradicional. Pero cuando decidí comprar mi propia impresora 3D (porque era mucho más asequible que pagar por un servicio de impresión), y vi que podía dar vida a ideas que de otro modo serían imposibles de lograr a través de mis habilidades manuales, eliminé todo lo relacionado con el flujo de trabajo tradicional y decidí apostar solo por la impresión 3D.

En 2022, la joven me pidió amablemente que tratara de resolver su problema de calzado, y la única forma de resolverlo de forma totalmente independiente era a través de la impresión 3D. Un poderoso argumento para mí para seguir adelante solo con la impresión 3D y darme la oportunidad de ser el primero que ha diseñado y fabricado el primer calzado totalmente impreso en 3D que el paciente/cliente usa a diario.

La fabricación aditiva también tiene el potencial de ayudarte a crear nuevos tipos de diseños por ti mismo o en colaboración con otros diseñadores digitales. Eso es lo que he tratado de hacer con Orán Sheinman. Además, abre el camino para colaborar con artistas locales en un flujo de trabajo mixto tradicional-digital como fue el caso de Corina Coroi, donde la suela del zapato y las ortesis del pie se imprimieron en 3D, mientras que las palas de cuero se fabricaron tradicionalmente y se unieron a la suela con un sistema de sellado impreso en 3D.

Izquierda: zapato totalmente impreso en 3D de Petcu. Derecha: colaboración con el diseñador Oran Sheinman.

3DN: ¿Cuál es su función actual y cómo es un día típico para usted?

Diría que tengo dos roles: el que me da un ingreso financiero, que consiste en la realización de evaluaciones biomecánicas de los pies para una clínica de podología. Mi segundo rol es el de «hombre de orquesta» que consiste en desarrollar la modelización de la información edafológica hasta el punto de poder utilizar en mi consulta los productos (dispositivos médicos impresos en 3D) desarrollados sobre esta base y de conformidad con la normativa. Esto significa aprender probando y desarrollando, porque el concepto (modelización de la información edafológica) y las herramientas (el código Grasshopper) se retroalimentan y desarrollan mutuamente.

3DN: ¿Qué cualificaciones y experiencia se requieren para trabajar como ingeniero de calzado utilizando la impresión 3D?

Me gradué de la universidad técnica hace 30 años, cuando la única materia relacionada con la informática era la programación básica. ¡Ciertamente, no tiene nada que ver con el diseño de calzado! Sin embargo, tuve la suerte de tener un mentor que pasó muchas horas no remuneradas enseñándome cómo resolver un problema de programación diseñando principalmente su algoritmo. Aún así, tengo el mismo pensamiento ahora, pero ahora con el beneficio del lenguaje de programación visual Grasshopper.

Por lo que he visto, las escuelas de ingeniería de calzado no enseñan a los estudiantes cómo pensar y diseñar paramétricos, sino más bien cómo usar las costosas soluciones de diseño de software de calzado patentado existentes ya bien establecidas en el mercado, lo que las convierte en escuelas de «usuarios» y no de «pensadores» como debería ser una escuela a nivel universitario. Es por eso que si estás mirando a los que están imprimiendo zapatos, verás principalmente arquitectos o diseñadores computacionales. Porque están aprendiendo a pensar y crear código para resolver sus problemas y no solo usar soluciones de software.

El calzado de impresión 3D todavía está en sus inicios, por lo que no podemos hablar de demasiada experiencia en el campo. Pero como conocimiento, existe la necesidad de pensamiento y diseño computacional, programación visual y, por supuesto, tecnología/materiales/metamateriales de impresión 3D. Si hay un interés en el calzado médico y la escuela no proporciona conocimientos médicos específicos reales, entonces es necesario estudiar mucho la biomecánica, la patomecánica, la anatomía funcional, las regulaciones de dispositivos médicos, etc.

Primer trabajo de Petcu con zapatos impresos en 3D a partir del código Grasshopper.

3DN: ¿Cuáles son los mayores desafíos a los que se enfrenta?

Dado que el proyecto Pedorthic Information Modeling ha alcanzado la madurez suficiente, el mayor desafío es llevar a la práctica clínica productos diseñados en base a este concepto. Luego, para demostrar que el calzado médico totalmente impreso en 3D es adecuado para casos muy difíciles, como Charcot-Marie-Tooth. Desde este punto de vista, creo que la impresión 3D de palas de zapatos representa el mayor desafío técnico en términos de propiedades físico-mecánicas, higiénicas y estéticas. La adherencia de los pacientes al uso de calzado terapéutico depende de su percepción de la estética del calzado y de los materiales utilizados, y constantemente se harán comparaciones con los materiales tradicionales utilizados, especialmente el cuero, considerado seguro para los pies.

3DN: ¿Qué consejo le daría a alguien que quiere trabajar como ingeniero de calzado utilizando la fabricación aditiva?

En primer lugar, desarrollar un pensamiento paramétrico que conduzca al diseño paramétrico a través de la programación visual. Rhinoceros-Grasshopper es un entorno excelente con una gran comunidad donde puedes obtener respuestas a tus preguntas. Luego, concentrarse en métodos de impresión 3D asequibles y confiables para probar sus ideas fácilmente sin una presión financiera significativa. Si es posible, que compren su propia impresora.

Seguir a las personas creativas que están en su propio camino con la impresión 3D es un recurso de información importante. Pregunten cuando estén en problemas, sin temer que sus preguntas sean estúpidas y sintiéndose avergonzados por ellas. En general, las personas se complacen en responder preguntas y cuando un problema parece no tener respuesta, hay muchos recursos que ayudan a resolverlo.

Busca los principales eventos sobre fabricación aditiva y participa porque junto a las personas que sigues puedes ver y sentir productos impresos en 3D similares, ¡y esto es obligatorio! Usen sus propios zapatos impresos en 3D allí, incluso si creen que no son los elegantes. Por último, pero no menos importante: confíen en sus sentidos y tengan paciencia. La impresión 3D lleva tiempo, ¡pero mientras la impresora siga funcionando pueden aprender a hacer realidad sus ideas!

¿Qué opinas del rol de un ingeniero de calzado y el uso que le da a la fabricación aditiva? 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: Daniel Petcu

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