Moda Función. En forma. Vuzix Shield y su puente de titanio impreso en 3D

Vuzix Shield, la última incorporación de la compañía al mercado empresarial, es una de las gafas binoculares inteligentes más avanzadas disponibles en la actualidad, aunque toda su tecnología y características se incluyen dentro de un factor de forma de gafas tradicional. Como ocurre con todas las innovaciones con visión de futuro, este tipo de avances conllevan retos, tanto nuevos como conocidos.

"Estas gafas tienen una pantalla en cada patilla, asentada en un componente fijo", explica Shane Porzio, vicepresidente de ingeniería de Vuzix. "Si algo está desalineado, especialmente en los sistemas binoculares, literalmente no se pueden utilizar las imágenes. Así, de usuario a usuario, poniéndolos y quitándolos, golpeándolos, todas estas cosas tienen que permanecer alineadas dentro de un píxel para la rotación y el posicionamiento vertical y horizontal. Eso significa que no podemos permitirnos ninguna torsión, balanceo o trinquete en el bastidor delantero".

Es comprensible que garantizar esta estabilidad sea complejo. En el diseño se ha tenido muy en cuenta el profundo conocimiento del funcionamiento del ojo humano y de cómo llevan las gafas los consumidores. Pero, al poner el modelo en producción, Vuzix no tardó en detectar un problema.

"Al principio empezamos con el moldeo por inyección, probando con plásticos rellenos de carbono y de vidrio. Pero fuera cual fuera el diseño industrial, no conseguíamos que el soporte fuera lo bastante rígido. Si sólo llevabas las gafas por sí solas, estaban bien. Pero si conectaras un cable a la batería de tu bolsillo, por ejemplo, podría ejercer la torsión suficiente sobre las gafas para provocar una ligera desalineación de derecha a izquierda.

"Así que dimos un paso atrás y decidimos tomar otro camino para fabricar la estructura de soporte que estos bastidores realmente necesitaban".

Aunque construir un armazón fuerte y estable era la prioridad número uno, no era la única consideración. Al fin y al cabo, unas gafas son unas gafas, por muy elegantes que sean. Las tres claves (moda, funcionalidad y ajuste) son tan importantes para Vuzix como para una marca de gafas tradicional. Era crucial que cualquier solución tuviera tan buen aspecto como funcionamiento, para que resultara atractiva a un público amplio.

"Desde el primer día, la misión de Vuzix ha sido fabricar dispositivos ligeros y portátiles que puedan ir al trabajo", afirma Paul Travers, Presidente y CEO de Vuzix. "Pero para que unas gafas entren en el mercado de masas, tienen que estar a la moda. Han hecho falta años de innovación tecnológica para llegar al punto en el que las gafas inteligentes con pantallas como ésta empiezan por fin a parecerse a las gafas tradicionales.

"Esa es la parte de moda y forma de todo esto. Van de la mano: si no se tiene en cuenta alguno de ellos, el producto no se venderá. Puede que el aspecto no sea tan importante en el ámbito industrial o comercial, ya que su uso como herramienta genera un retorno de la inversión, pero su uso durante todo el día es fundamental. Así que también hay que tener en cuenta la forma, la función y el ajuste".

Porzio y su equipo, que conocían la calidad de nuestra línea de producción de gafas gracias a una larga colaboración, trabajaron con Materialise para encontrar una solución. Una vez identificado el problema principal -la rigidez de la parte superior del armazón- y sabiendo lo que se exigía al diseño -resistencia, estabilidad y estilo-, los dos empezaron pronto a probar y evaluar materiales.

La solución era algo tan único como el propio Shield: Titanio impreso en 3D. El material es famoso por su resistencia y ligereza, lo que lo convierte en una opción obvia para aplicaciones como ésta. En cuanto a los metales, también es especialmente llamativo: marcas de gama alta como Porsche y McLaren confían en él para sus propias líneas de gafas, mientras que la palabra ocupa un lugar destacado en el marketing de otros bienes de consumo populares, como los smartphones.

"Nuestros equipos tomaron el diseño inicial de la montura y trabajaron en prototipos de titanio", explica Jan-Willem Billiet, responsable de gafas inteligentes de Materialise. "Era fundamental encontrar el peso, el diseño y el factor de forma adecuados para dar a Vuzix la calidad que exigen estas monturas".

Las patillas de la Shield contienen la CPU y las baterías, lo que significa que ya son un poco más gruesas que la media, pero al garantizar que el nuevo diseño del frontal impreso en 3D se conecte fácilmente al resto de componentes, se pueden utilizar otros materiales en esa zona. Además, el armazón híbrido reduce aún más el peso, lo que aumenta el confort y la comodidad.

Sin embargo, no fueron sólo las características del material las que ayudaron a tomar la decisión de Vuzix: tampoco podían ignorarse las cualidades de la impresión 3D. Ya sea por la ausencia de cantidades mínimas de pedido, por la flexibilidad de la cadena de suministro con un plazo de entrega rápido y de comercialización de sólo tres meses, o por la posibilidad de añadir fácilmente opciones de personalización en el futuro, se trata de una tecnología ideal para el sector de las gafas inteligentes en estos momentos.

"En una situación como ésta, si se piensa en cómo intentamos hacerlo bien, hay que iterar mucho", dice Porzio. "La impresión 3D con Materialise lo permite muy bien. Haces un corte, encuentras algo que no funciona o que no te gusta, así que haces otro corte, luego otro... si hicieras eso con piezas moldeadas por inyección, sería increíblemente caro y llevaría mucho tiempo debido a los cambios de herramientas y demás. Con la impresión 3D de Materialise, nuestro proceso de diseño iterativo permite crear prototipos a la velocidad del rayo".

Una vez decidido el diseño final, el proceso pasó a la producción. En este caso, Materialise y Vuzix combinaron sus conocimientos para identificar las estrechas tolerancias requeridas. Junto con nuestras capacidades de posprocesamiento, las piezas de titanio tienen una precisión de 0,1 mm, mientras que un acabado de alta calidad da a las Vuzix Shield ese toque extra de lujo, garantizando que las monturas no sólo funcionaran como se pretendía, sino que también tuvieran un aspecto estupendo.

"Trabajamos con Materialise desde hace más de dos años, por lo que sabemos que sus materiales son de primera categoría. Incluso nuestras monturas prototipo parecen gafas de producción", afirma Porzio. "Y lo mismo ocurre en esta capacidad, apoyando la columna vertebral de nuestros marcos. En primer lugar, hicieron un gran trabajo ayudándonos a conseguir la rigidez que necesitábamos de un dispositivo impreso. Luego está el trabajo de acabado que hicieron en ese dispositivo impreso. Francamente, es una hermosa pieza de tecnología".

Las funciones increíblemente inteligentes de Vuzix Shield tienen el potencial de marcar una gran diferencia en el mundo. Sus usos van mucho más allá del espacio empresarial, e incluyen aplicaciones médicas, asistencia remota y como herramienta para las personas con discapacidad auditiva. Sin duda es un momento decisivo para las gafas impresas en 3D, sobre todo las inteligentes. La pregunta es: ¿qué viene después?

"Junto a la Shield, vemos una serie de productos de tamaño pequeño, mediano y grande, con diferentes aspectos. A la gente le gusta elegir: entras en Sunglass Hut y no hay un solo par de gafas de sol. Así será el sector de las gafas inteligentes en el futuro", afirma Travers.

Ofrecer personalización a escala es, sin duda, un ámbito en el que la impresión 3D brilla con luz propia. Nuevos colores, nuevas formas, nuevos materiales -desde plásticos a metales como el titanio-, todo es posible, y las opciones no hacen más que mejorar con el paso del tiempo. Es pronto para la industria, pero cuando diseñadores con visión de futuro como el equipo de Vuzix aprovechan todo lo que puede ofrecer, el cielo es realmente el límite.

"Para mí, incluso después de llevar 26 años en esto, esta industria sigue siendo bastante nueva. El mundo apenas se está despertando, y los diseños están llegando a un punto en el que podemos aprovechar estos pequeños motores y guías de ondas", prosigue Travers. "Eso significa que el número de iteraciones es significativo, el número de giros que hay que hacer para que el diseño quede perfecto y enviarlo a un cliente, todo tendrá que personalizarse. Hay una gran necesidad de gafas impresas en 3D con un plazo de entrega rápido en este espacio, y Materialise definitivamente tiene un papel que desempeñar."