Una nueva técnica permite la impresión adaptable en 3D

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Muebles, comida, ropa, robots e inclusive órganos. La impresión en 3D ha obtenido lograr límites de innovación que creíamos imposibles. A pesar de no ser una técnica nueva –ya se utilizaba hace años para fabricar prototipos y maquetas industriales- se ha transformado en una innovacion en el consumo, puesto que cubre necesidades específicas, sobre todo en el ámbito de la medicina o de la educación.

Antes de nada, ¿cómo sirve una impresora en 3 dimensiones? Esta técnica, a diferencia de la impresión en 2D, cuenta con una tercera resolución que se encarga de dar volumen a los objetos. Gracias a un software específico, el prototipo 3D del objeto se divide en capas que se imprimen una encima de otra. La diferencia radica en que, en lugar de imprimir tinta en papel, se deposita un material fundido en cada capa, se enfría y se endurece en zonas concretas.

Capas de polímeros

La tecnología de impresión 3D hace que sea factible fabricar objetos de forma rápida mediante la disposición de capas de polímeros que siguen un patrón determinado. Una vez completados estos objetos, los polímeros que conforman el material se “mueren” y no pueden ser modificados. Con el fin de corregir esto, un dispositivo de examinadores del MIT ha construido una técnica que acepta imprimir objetos y, posteriormente, regresar atrás y agregar nuevos polímeros que alteran la composición química y las propiedades mecánicas de los materiales. Esto significa que los objetos pueden crecer, encogerse, convertir de color e inclusive de forma completamente.

De esta forma, los objetos impresos en 3D pueden ser adaptables. Además, el dispositivo de examinadores además ha obtenido que 2 o mas objetos impresos puedan fusionarse entre sí para formar estructuras mas complejas. El impacto de la impresión 3D ha comprobado que casi todos los objetos pueden ser duplicados y la economía internacional además ha notado su eclosión. La evolución de esta técnica acepta que el tiempo de producción se acorte y se abaraten los costes, lo que podría suponer un equilibrio en el metodo productivo.

La idea de la nueva técnica es “que se pueda imprimir un material y, posteriormente, tomar ese material y, usando la luz, transformar el material en otra cosa o realizarlo crecer más”, ha explicado al respecto el profesor asociado de química en el MIT y inventor principal, Jeremiah Johnson. El propósito es ampliar, en enorme medida, la complejidad de los objetos que se hacen mediante impresión 3D con estos nuevos polímeros.

Nuevas propiedades para la impresión

Los nuevos polímeros se activan con la luz sin embargo de forma diferente; cada uno esta formado por grupos químicos que actúan como un acordeón plegado. Estos grupos químicos pueden ser activados mediante catalizadores orgánicos que se activan con la luz, y cuando la luz azul de un Oled brilla en el catalizador, se conceden nuevos monómeros a los grupos químicos, por lo que se estiran. A medida que estos monómeros se incluyen de forma uniforme a toda la estructura, se desarrollan nuevas propiedades en el material.

“Este es el enorme avance: realmente tenemos un procedimiento fiable donde logramos tomar materiales macroscópicos y hacerlos crecer de la forma que queramos”, ha añadido al respecto Johnson. Los nuevos monómeros alteran propiedades mecánicas como la rigidez, y propiedades químicas como la hidrofobicidad. Además, además han comprobado que los materiales se pueden agrandar o contraer en función de la temperatura. No obstante, el dispositivo todavía esta probando los catalizadores, ya que requieren un ambiente libre de oxígeno, una limitación técnica con la que se han hallado al efectuar la investigación, financiada por National Science Foundation.

Antecedentes: polimerización viva

La técnica utilizada se denomina “polimerización viva” y crea materiales cuyo aumento puede detenerse y reiniciarse mas tarde. La polimerización por radicales libres es una vía de síntesis clave para sacar una amplia gama de materiales compuestos. Ya en 2013, los examinadores demostraron que podía utilizarse un tipo de polimerización estimulada por luz ultravioleta para incluir nuevas funciones a los objetos impresos en 3D. Después, usaron la luz ultravioleta para separar los polímeros en ciertos puntos, haciendo moléculas reactivas denominadas radicales libres. Estos radicales se unen a nuevos monómeros y se incluyen al material original. “En principio, se puede repetir indefinidamente y puede continuar creciendo”, ha concluido el inventor de la investigación.

Innovaciones para 2017

La exploración de los materiales es elemental para la impresión en 3D, que tiene cada vez mas presencia, y el CES 2017 ha sido una prueba de ello. La impresión tridimensional y el IoT han conquistado este año la feria celebrada en Las Vegas. Estas son varias de las innovaciones en este sentido para este año:

Sculpteo, proveedor de beneficios de impresión 3D en Francia, ha mostrado una bici creada mediante métodos de fabricación digital. Respecto a la creación de materiales, la compañia Formlabs esta probando la resina de cerámica para inventar piezas con una estética refinada. Polaroid ha sido una de las compañías mas visitada tras exhibir su linea de productos: 3 sistemas de impresión 3D de ModelSmart 250S, y el lanzamiento de 3 bolígrafos de impresión. Por último, la compañia Intamsys ha mostrado Funmat HT, que señala por su capacidad para imprimir con termoplásticos avanzados como el polieteretercetona.

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