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Una de las perspectivas más interesantes de la impresión 3D es cómo democratizará las industrias que son menos accesibles. Esto incluye una gran cantidad de productos especializados. Con productos de nicho nos referimos a aquellos que no tienen un atractivo para el mercado masivo pero que tienen una audiencia selecta y dedicada lo suficientemente grande como para mantenerlos en funcionamiento.

Este artículo es especulativo y trata de imaginar un mundo en el que la impresión 3D sea una comodidad doméstica típica. Por lo tanto, el artículo estará lleno de «¿y si?» y observación de estrellas futurista. Estas son algunas industrias de interés bastante selectivo que podrían experimentar un auge gracias a la impresión 3D:

Computadora fuera de producción o piezas de consola retro

Digamos que tienes un montón de tecnología de la vieja escuela por ahí (lo sé). La única razón por la que ya no lo usas es porque un poquito está roto. Ha revisado la web y esa parte minúscula está fuera de producción. Puede buscar un archivo en la web o tal vez la empresa haya publicado un stl propio. O quizás un samaritano bien intencionado tenga una guía de reparación de código abierto que se adapte a sus necesidades.

Potencialmente, podrías revivir tu antiguo NES o Sega Genesis. Quizás eres fanático de los juegos de la vieja escuela o te encantan las computadoras retro. Ya existe un mercado predominante para la tecnología retro . Además, las personas ya pueden imprimir en 3D réplicas falsas de consolas que pueden pasar visualmente como reales. Por lo tanto, es lógico que esta sea una industria próspera que podría aprovechar el mercado de la impresión 3D.

Es posible que ni siquiera tenga que ir a un taller para realizar las reparaciones. Cualquier consumidor exigente tal vez podría abrir un tutorial de Youtube y arreglar sus propias computadoras. Todo lo que necesita es una fuerza de voluntad y una impresora 3D.

Moda, Cosplay y Sastrería

Estaba luchando con la posibilidad de incluir la moda como un interés de «nicho». Por lo tanto, debo enfatizar que me refiero a la moda DIY. No todo el mundo hace sus propios vestidos o participa en cosplay. Sin embargo, el estilo propio genera mucho interés en la red y el cosplay genera mucho dinero. Sin embargo, ambos pueden ser inmensamente laboriosos y, por lo tanto, hacen que la gente se muestre reacia a aceptarlo. La confección y confección de su propia ropa también requiere mucho tiempo, sin mencionar la inversión monetaria. Entonces, tal vez podamos ver a las personas delegando estos esfuerzos creativos a los impresores domésticos.

Braille Skateboarding es una marca de skate muy conocida con un gran número de seguidores en YouTube . Tienen este formato llamado ‘You make it we skate it’ y tuvimos la suerte de poner a prueba nuestra tabla de skate impresa en 3D.

En la descripción del video, se refieren a nuestra patineta impresa en 3D como «una de las tablas impresas en 3D de la más alta calidad» que han probado hasta ahora. El monopatín es bastante pesado, pero lograron realizar algunos trucos. Eventualmente, terminan rompiendo el tablero, pero se ve bastante bien mientras dura.

El patinador

Imprimimos la placa en una DeltaWASP 3MT , una enorme impresora 3D con un volumen de construcción de 1 x 1 x 1 metro. Se imprimió con bolitas de PLA recicladas fabricadas por Formfutura . Debido a que los pellets se reciclaron, los costos de material se redujeron a solo unos pocos euroes por plataforma. La tabla pesa alrededor de 10 libras, que es bastante pesada en comparación con una patineta normal.

El PLA tiene una mala reputación cuando se trata de fuerza y durabilidad. Aunque cuando imprime PLA con una impresora 3D de extrusión de pellets, con una enorme boquilla de tres milímetros y una altura de capa de 1 mm, de repente la unión entre capas mejora y el PLA impreso obtiene una gran resistencia y durabilidad. También le permite imprimir muy rápido: por ejemplo, 10 libras. cubierta en cuatro horas y media.

Hasta donde sabemos, esta es la única tabla de skate de una sola impresión. Todos los demás que conocemos están hechos de múltiples partes impresas por separado. Esto le da un diseño único, pero también significa que la placa requiere un posprocesamiento complejo.

El proceso

El tablero se imprimió originalmente plano. Para darle la forma cóncava adecuada, tuvimos que ablandar la tabla y luego insertarla en un molde. Para hacer esto, nuestro taller desarrolló un molde de madera (que se muestra a continuación). El propósito del molde era presionar el plástico y darle forma a la patineta una vez que estuvo entre las 3 piezas.

Tuvimos que remojar la tabla en agua hirviendo durante unos 20 minutos para conseguir una flexibilidad adecuada. Debido a este período de tiempo, tuvimos que crear una piscina improvisada para mantener la tabla sumergida y simultáneamente calentar el agua en varios intervalos. Después de muchos diseños, decidimos usar bolsas de plástico negras y cinta adhesiva. Metimos las bolsas en los lados del molde para que pudiera contener el agua.

Una vez transcurridos los 20 minutos, sacamos el tablero. Fue sorprendente ver lo suelto y flexible que se había vuelto. Luego, teníamos que atornillar la tapa en la parte superior y dejar que tomara forma. En 5 minutos, la placa se enfrió y estaba en su forma adecuada. Las curvas ahora estaban sangradas en la estructura y solo necesitábamos colocar las ruedas.

La bioimpresión está logrando avances en todo el mundo académico. Las empresas activas en este campo reciben una financiación masiva para la investigación y uno de los campos de investigación más lucrativos es el del desarrollo de materiales biodegradables. Los investigadores del MIT parecen haber logrado un gran avance en este frente.

Investigadores de la prestigiosa universidad estadounidense han desarrollado recientemente un medio para imprimir celulosa. Este es un gran avance porque la celulosa es un componente importante del papel y la madera. Sebastian Pattinson y A. John Hart fueron coautores de la investigación. Han declarado que los beneficios de la impresión de celulosa son que «es económico, es biorenovable, biodegradable y también muy versátil químicamente».

Si bien muchos investigadores han intentado previamente imprimir celulosa, todos se enfrentaron a grandes obstáculos. Debido a su estructura, la celulosa no es fácil de calentar sin exasperar sus componentes básicos. Al calentarse, la celulosa se descompone y, por lo tanto, se vuelve inutilizable. Otro problema con el que se encontraron los investigadores anteriores fue que el material tenía un alto nivel de viscosidad. Como resultado, las extrusoras no fueron capaces de excretar el material correctamente.

En cambio, los investigadores optaron por utilizar un material llamado acetato de celulosa. Tiene una estructura química diferente y se disuelve en acetona. Después de disolverlo, puede extruirse con facilidad. El acetato de celulosa está ampliamente disponible y su precio es comparable al de los filamentos de plástico. Otro beneficio es que imprimirlo puede ser exponencialmente más rápido que las extrusoras tradicionales basadas en calentamiento. Esto se debe al hecho de que utiliza acetona para disolver el filamento en lugar de calentarlo o fundirlo tradicionalmente.

La siguiente figura muestra unas pinzas fabricadas con acetato de celulosa:

Imagen de portada cortesía de MIT, Sebastian Pattinson y A. John Hart (autores del estudio).

La bioimpresión es mucho más amplia de lo que parece al principio. Se trata de muchos materiales diferentes que van desde tejidos hasta células madre. Por esta razón, últimamente se ha diversificado en muchas subcategorías diferentes. Uno de ellos es la rama de rápido crecimiento de la impresión bacteriana 3D .

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft han desarrollado una impresora 3D modificada que puede imprimir microorganismos de forma eficaz. El equipo de investigación en cuestión utilizó una impresora 3D disponible comercialmente y la modificó para utilizar bioenlaces. Para lograr los efectos deseados, los investigadores cambiaron la extrusora a una punta de pipeta y la equiparon con tubos personalizados. Esto permitió que la impresora mantuviera el rango de temperatura apropiado necesario para que las bacterias prosperasen. También se agregó una punta secundaria para que la impresora pudiera alternar entre diferentes bioenlaces.

El bioink contiene las bacterias suspendidas en una mezcla de un medio de cultivo y un gel de alginato. Debido al gel, la mezcla solidifica a temperatura ambiente cuando entra en contacto con cloruro de calcio. Debido a esto, el CaCl se utiliza como superficie, ya que puede mantener viables las bacterias durante 48 horas.

Hasta ahora, solo han intentado la impresión bacteriana en 3D, pero los experimentos futuros pueden permitir una gama más amplia de posibilidades.

Aplicaciones de la investigación

El desarrollo de bacterias es paralelo a otras posibilidades en el campo. La investigación abre la posibilidad de producir varios otros microorganismos o enzimas. Además, eventualmente puede mejorar nuestra comprensión de varios virus y patógenos.

Una de las aplicaciones más prometedoras se encuentra en el campo de la producción de materiales a medida. La tecnología se puede modificar para imprimir en hojas de óxido de grafeno y producir grafeno. Esto se logra cuando la bacteria metaboliza el oxígeno, dejando grafeno. Los métodos tradicionales de producción de grafeno requieren temperaturas precisas y productos químicos potentes. Por el contrario, este método proporciona una alternativa que podría ser potencialmente más barata y más respetuosa con el medio ambiente.

El grafeno tiene muchas aplicaciones diferentes debido a sus propiedades únicas. Es muy resistente, increíblemente fuerte y flexible. Anteriormente, los científicos lo habían utilizado como conductor eléctrico. Debido a su naturaleza conductiva, los investigadores utilizaron el grafeno para crear un material similar a la piel con receptores que le permiten transmitir un sentido del tacto. Como es relativamente nuevo, las empresas aún están explorando las posibilidades de este versátil material.

Otro uso de la impresión bacteriana 3D es la producción de estructuras pequeñas pero complejas. Presenta una oportunidad para jugar con vitaminas, enzimas y otras microestructuras. Esto puede ayudar a la industria médica a producir antibióticos. También puede presentar una vía para revolucionar las nano-máquinas.

Este nuevo y emocionante desarrollo se encuentra actualmente en sus etapas iniciales. Hay mucho más trabajo por hacer, pero el futuro de este campo ya parece brillante.

Papel: Lehner, BAE, Schmieden, DT & Meyer, AS Un enfoque sencillo para la impresión bacteriana 3D. Sintetizador ACS. Biol. acssynbio.6b00395 (2020). doi: 10.1021 / acssynbio.6b00395