Nuevo método de impresión 3D
Aunque las técnicas de impresión 3D han avanzado mucho en el último decenio, esta modalidad de fabricación de objetos sigue enfrentándose a una limitación fundamental: los objetos deben construirse imprimiéndolos capa a capa. ¿Es factible imprimirlos de otro modo?
Una figurilla que recrea un barco producida mediante el nuevo proceso de impresión 3D que permite imprimir un objeto dentro de una masa de resina en vez de tener que construir el objeto capa a capa desde abajo hasta arriba. / Dan Congreve. CC BY-NC-ND
El equipo de Dan Congreve, de la Universidad de Stanford en Estados Unidos, ha desarrollado una forma de imprimir objetos en 3D dentro de una masa estacionaria de resina de un tipo especial. El objeto en impresión se sostiene por completo en la espesa resina, y se le puede agregar “tinta” desde cualquier dirección. Esto elimina la necesidad de las estructuras de soporte y otros requerimientos imprescindibles en la impresión 3D convencional. El nuevo sistema de impresión 3D podría facilitar la impresión de diseños mucho más intrincados que los actuales y además ahorrar tiempo y material.
De hecho, esta clase de impresión 3D permite fabricar objetos que con la impresión 3D convencional resultarían imposibles.
A simple vista, el nuevo sistema puede parecer muy sencillo: se enfoca un láser a través de una lente y se le hace brillar dentro de una masa de resina especial que se endurece cuando se expone a la luz azul. Pero Congreve y sus colegas no podían limitarse a utilizar un láser azul tal cual: la resina se endurecería a lo largo de todo el camino recorrido por el haz. En vez de eso, utilizaron una luz roja y algunos nanomateriales inteligentemente diseñados y dispersos por la resina para crear luz azul solo en el punto focal preciso del láser. Al desplazar el láser por el contenedor de resina, pudieron crear impresiones detalladas y sin soporte.
El laboratorio de Congreve está especializado en convertir longitudes de onda de la luz en otras mediante un método especial. Con las moléculas adecuadas cerca unas de otras, Congreve y sus colegas pueden crear una cadena de transferencias de energía que, por ejemplo, convierte los fotones rojos de baja energía en azules de alta energía.
En las pruebas de validación del sistema, Congreve y sus colegas consiguieron, mediante una serie de pasos, formar distintas gotas nanométricas con las moléculas de conversión lumínica necesarias y recubrirlas con una cubierta protectora de sílice. A continuación, distribuyeron las nanocápsulas resultantes, cada una de las cuales es mil veces más pequeña que el grosor de un cabello humano, por toda la masa de resina. La impresión resultante fue un éxito.
Los investigadores están trabajando ahora en perfeccionar su técnica de impresión en 3D. Están investigando además la posibilidad de imprimir en múltiples puntos al mismo tiempo, lo que aceleraría considerablemente el proceso, así como la posibilidad de imprimir con mayor resolución y a menor escala.
Congreve y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo método de impresión 3D en la revista académica Nature, bajo el título “Triplet fusion upconversion nanocapsules for volumetric 3D printing”.
