Nuevo y rápido método de impresión 3D crea objetos tan grandes como un humano adulto

Nuevo y rápido método de impresión 3D crea objetos tan grandes como un humano adulto
Perfil de impresión 3D
Modificado por última vez en Sábado, 19 Octubre 2019 19:21
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Sus creadores han lanzado una compañía llamada Azul 3D para comercializar la tecnología

Los químicos Joseph DeSimone y Chad Mirkin se conocen desde hace décadas. Son tan buenos amigos que incluso han ido de vacaciones juntos a la costa de Carolina del Norte. Pero ahora, Mirkin está haciendo todo lo posible para dejar a DeSimone, CEO de una conocida empresa de impresión 3D, sin trabajo.

El jueves, Mirkin y sus colegas de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, anunciaron que crearon una impresora 3D que construye los objetos más grandes hasta la fecha a altas velocidades, un avance que podría revolucionar la fabricación de piezas de automóviles y aviones, y socavar el negocio DeSimone, llamado Carbon.

 

Aún así, DeSimone dice: "Me encanta ver la innovación en este campo". Y no le preocupa la competencia. Cuando se trata de hacer productos terminados para los clientes, dice, el tamaño de la impresora es "solo el comienzo". La tecnología de Mirkin tiene un largo camino por recorrer para demostrar su valía en el mercado.

Sin embargo, Michael McAlpine, químico de la Universidad de Minnesota en Minneapolis, que no participó en el trabajo, lo describe como "un avance bastante significativo".

La impresión 3D comenzó a principios de la década de 1980. Hoy, la versión más común utiliza luz para modelar una resina plástica líquida, capa por capa, en un sólido. Una vez que se modela la primera capa y se separa de la impresora, el proyector ilumina el patrón en una nueva capa que se seca y se une a la primera.

Las impresoras 3D son lo suficientemente precisas como para crear diseños mucho más complejos que la mayoría de los procesos de fabricación tradicionales. Sin embargo, las primeras impresiones en 3D eran lentas, a menudo tomaba la mayor parte del día para fabricar objetos del tamaño de una taza de café. Otro problema era que las interfaces entre las capas eran estructuralmente débiles, haciendo frágiles los objetos terminados.

Un avance clave se produjo en 2015 cuando DeSimone, luego en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, y sus colegas informaron en Science la creación de una variación de impresión 3D conocida como producción continua de interfaz líquida (CLIP). El enfoque ilumina la luz ultravioleta a través de una ventana hacia un espacio lleno de resina líquida. La ventana también permite que el oxígeno se difunda en el líquido, donde crea una delgada "zona muerta" que resiste el secado. Por encima de esta zona, la luz transforma la resina en un sólido. Un accesorio robótico extrae lentamente de la resina el sólido en crecimiento, permitiendo que el material adicional se cure y se adhiera sin interfaces. El objeto resultante es estructuralmente mucho más robusto que los realizados con métodos anteriores.

Desde la publicación de los resultados, DeSimone y su empresa con sede en Redwood, California, han recaudado más de $ 680 millones y han forjado acuerdos de producción con una serie de empresas, incluidas Adidas, Ford y Riddell, para la fabricación de todo, desde piezas de automóviles y calzado hasta odontología, implantes y cascos de fútbol.

Aún así, incluso CLIP tiene limitaciones. Un problema es que el proceso de curado libera calor, lo que puede hacer que se comben y agrieten las partes impresas. Para disipar eficazmente este calor, los objetos no pueden medir más de 41,4 centímetros por 25,9 centímetros en la sección transversal.

perfil de impresión 3D

Imagen: Perfil de flujo de una interfaz móvil que permite la impresión continua

Ahora, el equipo de Mirkin informa que al hacer circular un refrigerante líquido debajo de la resina líquida y luego pasarlo a través de una unidad de enfriamiento, pueden extraer calor directamente de estos objetos impresos en crecimiento. Eso permitió a los investigadores imprimir objetos en 3D del tamaño de un adulto humano en solo unas pocas horas, escriben en Science.

Mirkin señala que esta técnica puede crear objetos de casi 1 metro cuadrado en sección transversal y más de 4 metros de altura colocando la luz de cuatro proyectores uno al lado del otro, un proceso al que se refieren como "mosaico". En el futuro, dice, agregar proyectores adicionales les permitirá imprimir objetos aún más grandes. "El mosaico, con nuestra tecnología, es teóricamente ilimitado", dice Mirkin.

Mirkin y sus colegas han lanzado una compañía llamada Azul 3D para comercializar la tecnología de impresión. La compañía está refinando prototipos y espera comenzar a vender impresoras en 18 meses.

Referencia científica: Rapid, large-volume, thermally controlled 3D printing using a mobile liquid interface


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