La tecnología de impresión 3D da un salto y multiplica por cien su velocidad gracias a la utilización de haces de luz. Este concepto 3D tal y como la conocemos viene a mostrarnos una posible evolución con una técnica que permite imprimir en 3D un objeto de una vez, y no capa a capa como las impresoras actuales.
La impresión 3D, que prescinde de costosos moldes industriales ha supuesto una verdadera revolución tecnológica para los usuarios domésticos. ¿Se te han roto las gafas? Imprímete unas patillas. ¿Necesitas una prótesis? Descárgate los planos y conviértela en realidad. Sin embargo, a pesar de su versatilidad, es una tecnología que no termina de dar el salto a la escala industrial.
Cuando hablamos de impresión 3D imaginamos una máquina depositando capas de plástico, o de algún otro material, sobre una superficie. El proceso es lento, principalmente cuando queremos un resultado con precisión milimétrica, pero está claro que puede ser fundamental para la sociedad en la que queremos vivir.
El caso es que hay otras técnicas de impresión 3D, y aquí hablaremos de una que usa luz, generando el resultado en muy pocos segundos.
UNA NUEVA TÉCNICA CON DETALLES POR PULIR
Este nuevo sistema de impresión 3D, desarrollado por un equipo de científicos de las universidades de Berkely y Carolina del Norte es llamado una “replicadora” y es cien veces más rápido que las otras tecnologías empleadas hasta la fecha.
Consiste en proyectar dos luces sobre una cuba de resina. Después, mediante la exposición a la luz, se solidifica de manera inmediata en un proceso de polimerización. La resina ocupa el espacio por debajo del material, y este se va endureciendo a la vez que se va adaptando a la forma de la pieza. La pieza resultante de esta impresión es mucho más sólida y resistente.
De esta forma son capaces de imprimir detalles de 0.3 mm en polímeros de acrilato, así como también imprimen estructuras blandas con superficies excepcionalmente lisas en un hidrogel de metacrilato de gelatina.
BENEFICIOS
1. Automatización: Para satisfacer las necesidades de los consumidores los procesos de producción tienen que adaptarse al mercado. El uso de estas tecnologías, facilitan que las tareas repetitivas se puedan hacer con mayor rapidez.
2. Flexibilidad: Esta tecnología permite adaptarse a los cambios que se producen en el mercado. Los nuevos tipos de consumo o los cambios que se producen en la demanda crean la necesidad de tener que adaptarse al nuevo entorno.
3. Velocidad en la producción: Las tecnologías de impresión de litografía de dos fotones con proyección de femtosegundos (FP-TPL) aumentan la producción de las impresoras 3D.
4. Costes más bajos: Los costes se reducen casi un 90%. También se ve reflejado en la movilidad, ya que es más económico movilizar una producción 3D.
5. Personalización de los productos: Permite fabricar productos con un nivel muy alto de personalización.
LOS RETOS DE LA IMPRESIÓN CON LUZ
Uno de los problemas a los que se enfrenta la tecnología de impresión por luz es la solidificación de la ventana del fondo de la cuba de resina por donde se proyecta la luz, lo que impide separar el objeto una vez impreso. En el pasado, este problema se ha resuelto parcialmente creando una ventana adicional por la que entraba oxígeno, un agente que impide la solidificación del material.
La alternativa que ahora entra en juego consiste en la utilización de un segundo haz de luz. Su papel consiste en detener el proceso de solidificación. Es decir, se utilizan dos longitudes de onda distintas: una es fotoactivadora y la otra fotoinhibidora. Con esta nueva tecnología, la franja líquida en contacto con la ventana de la cuba puede alcanzar un grosor de varios milímetros, permitiendo al resto de la resina fluir mucho más rápido.
De momento se necesita mucha energía, y el coste de la producción es muy alto, por lo que no estamos preparados para hacer esto a gran escala, pero la idea es seguir investigando el asunto para reducir precios y aumentar la eficiencia, lo que revolucionaría el mundo de la impresión 3D.
POR JAVIER LÓPEZ CASARÍN
EXPERTO EN INNOVACIÓN
PAL