La impresión 3D se ha abierto camino en numerosas industrias, pero todavía hay factores que inhiben una adopción más amplia. Aparte de las preocupaciones habituales como las certificaciones o la solidez, otro problema que la industria está buscando abordar es el de la impresión verdaderamente multimaterial. Hasta ahora, en comparación con, digamos, el moldeo por inyección , las impresoras 3D se resignan a una gama más estrecha de materiales en un objeto. Especialmente cuando se trata de impresoras 3D de resina o tecnología de fotopolimerización en tina . Aunque, los científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison están buscando cambiar esto. La universidad desarrolló una impresora 3D que puede imprimir objetos de múltiples materiales controlando las longitudes de onda de la luz y emitiéndolas de forma selectiva.
Impresión 3D de resina multimaterial
A diferencia de las técnicas de impresión ordinarias basadas en luz, este método utiliza diferentes longitudes de onda de luz para controlar cómo los materiales de partida se polimerizan en diferentes secciones del producto sólido. También genera varios patrones de luz, lo que le da al método el control espacial necesario para piezas de múltiples materiales.
«Este es un cambio en la forma en que pensamos sobre la impresión 3D con múltiples tipos de materiales en un objeto » , dice el profesor de química de la UW-Madison, AJ Boydston. “ Este es más un enfoque químico de abajo hacia arriba, desde moléculas hasta redes. »
Imágenes superiores: diseño digital y forma impresa. El púrpura representa regiones de epóxido rígido curadas con luz ultravioleta, mientras que las regiones grises representan regiones de acrilato curadas con luz visible que son suaves y adaptables; Abajo: el logotipo del grupo de impresión 3D, MASC, se convierte en un objeto impreso compuesto de regiones rígidas y opacas y regiones suaves y transparentes (IMAGEN CORTESÍA AJ BOYDSTON Y JOHANNA SCHWART).
Los métodos de materiales múltiples a menudo utilizan depósitos de materiales separados para producir una mezcla en las posiciones correctas. Lo que decidieron los investigadores es mucho más práctico en comparación. Por un lado, utiliza una única tina para generar el objeto, eliminando la necesidad de múltiples fuentes de material. Esto permite un proceso más compacto y simplificado con menos complejidad mecánica.
Los investigadores tienen que crear imágenes digitales, cada una de las cuales controla longitudes de onda de luz de un valor diferente. Cuando estas imágenes se superponen, producen un diseño 3D que un proyector puede mostrar sobre la tina. El diseño se compone de parches de diferentes longitudes de onda de luz, algunas visibles y otras no. Las capas se acumulan una a una, diferentes áreas y longitudes de onda de luz correspondientes a diferentes propiedades y materiales.
El método puede imbuir de manera efectiva diferentes características, como diferentes regiones de diferente rigidez, en una sola impresión controlando las longitudes de onda de la luz. Uno de los obstáculos para esto fue lograr que dos monómeros diferentes se comporten de manera similar en una sola tina. Los investigadores tuvieron que encontrar productos químicos adecuados y especialmente aquellos con tasas de curado similares.
La tecnología podría ser de gran utilidad en el arte y el diseño, pero dista mucho de ser perfecta. “ En esta etapa, solo hemos logrado poner materiales duros junto a materiales blandos en un paso ”, dice Boydston. “ Hay muchas imperfecciones, pero estos son nuevos desafíos emocionantes. »
Imagen destacada cortesía de UW Madison.
