El motor eléctrico más barato del mundo no sale de una mega fábrica, sino de una impresora 3D de sobremesa. Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha logrado fabricar un motor lineal totalmente funcional en unas tres horas, utilizando cinco materiales distintos y con un coste de materias primas cercano a los 50 céntimos de dólar.
Para quien está pensando en coches eléctricos, la pregunta aparece sola. ¿Tiene algo que ver este pequeño experimento de laboratorio con los motores que mueven un vehículo de una tonelada por la autopista. Los propios autores creen que sí, aunque hablan más de un camino que de una solución inmediata.
Un motor de 50 céntimos y cinco materiales
El equipo modificó una impresora 3D comercial para que pudiera trabajar, en el mismo proceso, con filamento, pélets y una tinta conductora. En total, cuatro herramientas de extrusión coordinadas que van depositando capa a capa las distintas piezas del motor.
El dispositivo resultante es un motor lineal, es decir, genera movimiento en línea recta en lugar de giro continuo. Se imprimen en la misma operación las partes aislantes de PLA, las bobinas de tinta de plata, los núcleos magnéticos blandos con polvo de FeSiAl, los imanes permanentes de ferrita y un muelle flexible de poliuretano termoplástico. Después solo hace falta magnetizar los imanes para que el motor funcione.
Según el propio equipo, el rendimiento del prototipo iguala o supera al de motores lineales similares fabricados con métodos más complejos, que suelen requerir varias máquinas, más desperdicio de material y semanas de trabajo. No es poca cosa.
Democratizar la fabricación de motores
Este tipo de impresión multimaterial no se ha desarrollado para fabricar un único motor curioso y ya está. La idea de fondo es que se puedan producir máquinas eléctricas completas en prácticamente cualquier lugar que tenga acceso a una impresora adaptada, electricidad y materia prima.
Hoy, si se avería un motor de una línea de montaje o de un robot, muchos talleres dependen de recambios que viajan miles de kilómetros en camión o barco, con el coste económico y de emisiones que eso implica. Los investigadores plantean un escenario en el que la pieza se imprime in situ con un archivo digital y con muy poco residuo de material, algo especialmente interesante para robots, prótesis, sistemas médicos o equipos en lugares remotos.
En el caso de la movilidad eléctrica, el salto aún no está dado, pero el camino técnico está trazado. El grupo ya ha demostrado que puede imprimir rodamientos de bolas, rodillos y engranajes planetarios, componentes básicos de un motor rotativo. En la práctica, lo que buscan es poder fabricar también ese tipo de motores en una sola plataforma, con geometrías a medida y menos dependencia de grandes plantas industriales.
Impacto ambiental, ventajas y matices
La investigación, financiada en parte por Empiriko Corporation y por la Fundación La Caixa, subraya varios beneficios ambientales potenciales. Por un lado, la impresión 3D reduce de forma notable el desperdicio de material frente al mecanizado tradicional y facilita que solo se fabriquen las unidades necesarias. Por otro, producir piezas cerca de donde se usan puede recortar muchos kilómetros de transporte y parte de las emisiones asociadas.
Sin embargo, los propios autores reconocen que esto no convierte automáticamente a la tecnología en una panacea verde. La impresora consume energía, los materiales siguen incluyendo plásticos y compuestos magnéticos complejos y, de momento, el proceso sirve sobre todo para prototipos o series pequeñas. La balanza climática real dependerá de cómo se integren estas máquinas en la industria, de qué electricidad las alimente y de si ayudan o no a alargar la vida útil de equipos y vehículos eléctricos.
Lo que viene ahora
El equipo marca tres grandes pasos siguientes. Primero, integrar la magnetización directamente en el proceso de impresión, de manera que el motor salga de la máquina listo para usar. Segundo, demostrar motores rotativos, los que usan coches eléctricos y generadores. Y tercero, lograr que todos los componentes se impriman en un único paso continuo, sin ensamblajes posteriores.
Como resume el investigador principal Luis Fernando Velásquez García, este trabajo es un logro importante, pero en buena medida solo es el principio. Si la tecnología madura, para el usuario final podría traducirse en reparaciones más rápidas de patinetes o coches eléctricos, menos tiempo de espera por una pieza y, sobre todo, cadenas de suministro algo menos frágiles y contaminantes.
El estudio científico completo, titulado “Fully 3D‑Printed Electric Motor Manufactured via Multi‑Modal, Multi‑Material Extrusion”, ha sido publicado en la revista Virtual and Physical Prototyping.
Foto: 3dprinting
