Innovación

Tecnología ultrasónica para la impresión 3D del futuro

La impresión 3D es uno de los fenómenos tecnológicos de los últimos años, y a pesar de que este 2016 no ha tenido tanta repercusión en ferias tecnológicas como el CES, es una tecnología ya madura que está llegando a las empresas y a algunos hogares. A pesar de su elevado coste, hoy en día podemos encontrar modelos domésticos, es decir, que se pueden utilizar en casa. Lógicamente sus costes son prohibitivos si solo la queremos para imprimir algunas figuras decorativas, y por eso, de momento, su mayor aplicación es la industrial.

A la impresión 3D se le llama “fabricación aditiva”, y es el proceso de construir objetos sólidos en 3D a partir de un archivo digital. El proceso aditivo se refiere a que para crear un objeto en tres dimensiones se van añadiendo capas de material de diferente tamaño hasta que el objeto queda terminado. En esencia es la misma filosofía de las impresoras tradicionales, que avanzan línea por línea hasta crear composiciones en dos dimensiones. En una impresión 3D se van depositando finísimas “lonchas” de material hasta conseguir acabados espectaculares, tanto más conseguidos cuanto más fina es la capa de material.

Los materiales compuestos, ¿se pueden imprimir?

Un material compuesto de alta tecnología es el polímero reforzado con fibra de carbono, conocido como ‘fibra de carbono’.

La mayor limitación actual para las impresoras 3D es el material que pueden imprimir. En la mayoría de las versiones domésticas se puede imprimir ciertos plásticos, y las versiones industriales pueden hacer lo propio con otros materiales, pero solo un material de cada vez. ¿Qué significa esto? Que los materiales compuestos (en inglés composite materials) son inviables, y por tanto las aplicaciones prácticas se reducen.

¿Por qué son importantes los materiales compuestos? La respuesta está en las propiedades especiales que se pueden conseguir combinando varios materiales en uno solo, como por ejemplo la resistencia o la durabilidad. Un material compuesto de alta tecnología es el polímero reforzado con fibra de carbono (más conocido como la fibra de carbono), que no es más que la combinación de fibras de carbono (hilos microscópicos de átomos de carbono) con resinas plásticas. Este material se utiliza en la industria aeroespacial y también en la alta competición automovilística. Y es un material que, hasta ahora, era imposible conseguir mediante la tecnología de impresión 3D.

Fibra de carbono

La clave de las fantásticas propiedades de los materiales compuestos como la fibra de carbono está en la disposición exacta de las fibras entretejiendo el material, la resina plástica. La dificultad de las impresoras 3D actuales está en que no se podría igualar ese entretejido. Hasta ahora.

Ultrasonidos como solución para imprimir materiales compuestos

Una técnica todavía en pañales, pero la idea detrás de utilizar ultrasonidos para imprimir materiales compuestos es, en esencia, muy simple. Dado que las impresoras actuales se abastecen de un material homogéneo, ¿por qué no alimentarlas con un polímero líquido mezclado con millones de pequeñísimas fibras? De esta forma, sería posible utilizar una impresora 3D convencional. La fibra de carbono ha de ser fabricada mediante la deposición de capas con las fibras individuales dispuestas según un patrón indicado, pero ¿cómo hacerlo con una impresora 3D?

Los investigadores en cuestión encontraron la forma de utilizar ultrasonidos para, mientras la pasta está todavía líquida, ordenar las fibras individuales según el patrón adecuado. Como decimos, la técnica está todavía en una etapa muy temprana de desarrollo, pero la puerta se ha abierto. ¿Cuándo tardaremos en ver estas aplicaciones hechas realidad? Por cierto, tampoco hemos de olvidar que en el MIT ya han mejorado el proceso de escaneado de las figuras a imprimir, mediante el uso de luz polarizada. Impresionante.

Vía | The Conversation
Foto | Jeremiah Wong

 

Comentarios

Pedro Torres

Me parece un logro extraordinario. Estoy en desarrollo un material compuesto puzolanico termo estable , que por ahora debe moldearse en su estado pastoso antes de que comience a endurecerse (aprox 10 a 15 minutos ). Estoy en alianza con una universidad y el objetivo es lograr las aplicaciones mas apropiadas. Agradecerìa una colaboraciòn tecnològica , para la impresion en 3D de productos con este material novedoso.

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