A partir de residuos que normalmente acabarían en la basura, Benjamin Davis desarrolló en el taller de su casa un sistema capaz de fabricar nuevo material para impresión 3D.
- 👦 Benjamin Davis tenía 16 años cuando presentó una máquina de reciclaje construida en un taller doméstico.
- 🛠️ Dedicó más de 800 horas y realizó más de 50 iteraciones hasta conseguir que funcionara.
- ♻️ Convierte residuos de impresión 3D y plástico PET en nuevo filamento para imprimir otra vez.
- ⚡ Su sistema híbrido de extrusión y pultrusión resultó aproximadamente un 45 % más eficiente que el proceso convencional evaluado.
- 🏆 El proyecto terminó llevándole a conseguir uno de los principales premios de la Regeneron ISEF 2025.
Una impresión 3D fallida puede parecer simplemente un objeto de plástico que ha salido mal. Para Benjamin Davis, sin embargo, aquellas piezas defectuosas, restos de purga y botellas de PET representaban algo diferente: materia prima que quizá podría regresar a la impresora en forma de nuevo filamento.
Con 16 años y siendo estudiante de la Bishop Feehan High School, en Massachusetts (Estados Unidos), Davis se propuso construir una máquina de sobremesa capaz de hacer precisamente eso.
El resultado fue From Crude to Extrude, un sistema que combina dos técnicas industriales —extrusión y pultrusión— para fabricar filamento a partir de plástico recuperado.
Pero quizá lo más llamativo del proyecto no sea únicamente lo que hace la máquina, sino cómo llegó a construirla.
Según información publicada por la Massachusetts Science & Engineering Fair, Davis afirmó haber dedicado más de 800 horas al proyecto, además de superar más de 50 iteraciones de componentes y numerosos rediseños. Su propia página sobre el proyecto también documenta esas más de 800 horas y más de 50 iteraciones.
Y buena parte de ese trabajo se realizó sin disponer de una gran infraestructura industrial.
Una máquina construida en un taller doméstico
La ficha científica original presentada en la Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF) permite conocer hasta qué punto el proyecto fue desarrollado desde cero.
Davis construyó una máquina de extrusión utilizando madera, metal y componentes fabricados mediante impresión 3D. También diseñó su propio sistema electrónico e integró unidades de refrigeración por agua y aire, bobinado, arrastre del filamento y pultrusión.
Todo ello fue fabricado, según el resumen científico del proyecto, en un taller doméstico básico.
El desarrollo estuvo lejos de consistir simplemente en montar componentes.
Davis creó y evaluó un tornillo de compresión, trabajó con distintos residuos plásticos y probó más de 30 combinaciones de temperaturas. Después de producir el filamento, analizó su calidad y tolerancias y comparó el comportamiento de los diferentes procesos. El prototipo terminó acumulando más de 50 iteraciones de sus componentes.
Es precisamente este proceso de prueba, error y rediseño el que convierte el proyecto en algo más interesante que otra máquina doméstica para reciclar plástico.
El problema oculto detrás de la impresión 3D
La fabricación aditiva permite producir piezas utilizando únicamente el material necesario para construirlas, pero eso no significa que esté libre de residuos.
Impresiones que fallan a mitad del proceso, soportes, pruebas y purgas de material pueden terminar en la basura.
Society for Science señala que hasta un 67 % del filamento utilizado en un proyecto típico de impresión 3D puede acabar convertido en residuo.
En teoría, una parte de ese plástico puede triturarse, fundirse y extruirse nuevamente.
El problema aparece cuando se intenta producir un filamento suficientemente uniforme para introducirlo de nuevo en una impresora 3D. El propio resumen científico de Davis explica que los sistemas convencionales basados en material triturado y extrusión pueden generar filamento de baja calidad que necesita volver a extruirse.
Davis decidió abordar precisamente ese punto.
Extrusión y pultrusión en una misma máquina
La solución consiste en combinar dos procesos que trabajan de manera complementaria.
En la extrusión, el plástico calentado es impulsado a través de una abertura para generar un filamento continuo. La pultrusión, por su parte, incorpora una acción de tracción sobre el material.
Davis diseñó un sistema que integra ambas técnicas dentro de una única máquina.
Después se incorporan las etapas necesarias para enfriar, arrastrar y enrollar el filamento obtenido.
El sistema experimental trabajó con diferentes plásticos, entre ellos piezas de impresión fallidas, material de purga y botellas de PET. En las pruebas se determinaron las temperaturas adecuadas para diferentes materiales y se obtuvo filamento con tolerancias de aproximadamente ±0,2 mm.
La idea es especialmente interesante desde el punto de vista de la economía circular: un residuo generado por la propia fabricación aditiva podría transformarse localmente en materia prima para volver a utilizar esa misma tecnología.
Aproximadamente un 45 % más eficiente
Las pruebas realizadas por Davis estimaron que la combinación de extrusión y pultrusión era aproximadamente un 45 % más eficiente que el proceso estándar evaluado. El consumo energético registrado por el prototipo fue de 0,89 kWh durante las pruebas descritas en el proyecto.
Society for Science añade que el dispositivo era más rápido que otros recicladores domésticos evaluados y producía un filamento de mayor calidad. También cifra el coste de la máquina en aproximadamente un 90 % menos que las alternativas comerciales.
Este último dato requiere una precisión importante.
No significa que cada kilogramo o bobina de filamento reciclado resulte necesariamente un 90 % más barato. La comparación publicada por Society for Science se refiere al coste del equipo de reciclaje frente a opciones comerciales.
Además, sigue tratándose de un prototipo experimental. El propio resumen científico reconoce que hacen falta más pruebas para optimizar la integración de las dos tecnologías y mejorar aspectos como velocidad, dimensiones y distribución de los componentes.
Más de 800 horas y 50 iteraciones después llegó el premio
Todo ese trabajo acabó llevando a Benjamin Davis hasta Columbus, Ohio, donde en mayo de 2025 presentó From Crude to Extrude en la Regeneron International Science and Engineering Fair.
ISEF es una competición internacional para estudiantes preuniversitarios. En su edición de 2025 participaron 1.611 finalistas procedentes de 49 estados estadounidenses y 61 países, regiones y territorios, según el informe anual de Society for Science.
Davis consiguió el primer premio de Engineering Technology: Statics & Dynamics por From Crude to Extrude.
Pero todavía quedaba otra sorpresa.
Fue seleccionado además como uno de los dos ganadores del Regeneron Young Scientist Award, dotado aquel año con 75.000 dólares.
El reconocimiento fue, por tanto, internacional y no simplemente un premio nacional estadounidense.
La historia no terminó con el premio
Un año después, el proyecto sigue evolucionando.
En mayo de 2026, Society for Science volvió a hablar con Davis para conocer qué había ocurrido después de ISEF. El joven explicó que había seguido preparando la siguiente fase de su investigación y reorganizando y mejorando su taller para disponer de un espacio de desarrollo más avanzado.
Su objetivo ahora es perfeccionar la máquina de extrusión-pultrusión para aumentar su eficiencia y acercarla a una posible viabilidad comercial. También plantea desarrollar otra máquina capaz de fabricar filamentos compuestos que puedan trabajar a altas temperaturas.
El proyecto también ha influido en sus planes académicos. Davis afirma que quiere orientar su formación hacia la fabricación avanzada y la ingeniería mecánica o de materiales.
Además, ha cofundado en su instituto un club llamado Tech Forge, en el que otros estudiantes aprenden a utilizar herramientas, diseñar componentes y desarrollar proyectos de ingeniería.
La máquina que comenzó como un intento de aprovechar residuos de plástico se ha convertido así en el punto de partida de una trayectoria que todavía continúa.
Vía isef.net
Más información: From Crude to Extrude
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