Impresión 3D holográfica con el potencial de revolucionar múltiples industrias

Investigadores de Concordia han desarrollado un nuevo método de impresión 3D que utiliza hologramas acústicos.

Y es más rápido que los métodos existentes y capaz de crear objetos más complejos.

El proceso se llama impresión holográfica directa por sonido (HDSP).

Se basa en un método presentado en 2022 que describía cómo las reacciones sonoquímicas en regiones de cavitación microscópicas (burbujas diminutas) crean temperaturas y presiones extremadamente altas durante billonésimas de segundo para endurecer la resina en patrones complejos.

Ahora, al incorporar la técnica en hologramas acústicos que contienen imágenes transversales de un diseño particular, la polimerización se produce mucho más rápidamente.

Puede crear objetos simultáneamente en lugar de vóxel por vóxel.

Para conservar la fidelidad de la imagen deseada, el holograma permanece estacionario dentro del material de impresión.

La plataforma de impresión está unida a un brazo robótico, que la mueve según un patrón diseñado por un algoritmo preprogramado que formará el objeto terminado.

Muthukumaran Packirisamy, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica, Industrial y Aeroespacial, dirigió el proyecto.

Cree que esto puede mejorar la velocidad de impresión hasta 20 veces y, al mismo tiempo, utilizar menos energía.

“También podemos cambiar la imagen mientras se realiza la operación“, dice.

“Podemos cambiar las formas, combinar múltiples movimientos y alterar los materiales que se están imprimiendo.

Podemos hacer una estructura complicada controlando la velocidad de alimentación si optimizamos los parámetros para obtener las estructuras requeridas“.

Según los investigadores, el control preciso de los hologramas acústicos permite almacenar información de múltiples imágenes en un solo holograma.

Esto significa que se pueden imprimir múltiples objetos al mismo tiempo en diferentes ubicaciones dentro del mismo espacio de impresión.

Como resultado, la holografía acústica será una plataforma de lanzamiento para la innovación en cualquier número de campos: se puede utilizar para crear estructuras de tejidos complejas, sistemas de administración localizada de fármacos y células e ingeniería de tejidos avanzada.

Las aplicaciones en el mundo real incluyen la creación de nuevas formas de injertos de piel que pueden mejorar la curación y la administración de fármacos para terapias que requieren agentes terapéuticos específicos en sitios específicos.

Añade que, como las ondas sonoras pueden penetrar superficies opacas, la HSDP se puede utilizar para imprimir dentro de un cuerpo o detrás de material sólido.

Esto puede ser útil para reparar órganos dañados o partes delicadas ubicadas en las profundidades de un avión.

Los investigadores creen que la HDSP tiene el potencial de ser una tecnología que cambie paradigmas.

La compara con el avance que experimentó la tecnología de impresión 3D basada en luz con la evolución de la estereolitografía, en la que se utiliza un láser para endurecer un único punto de resina hasta convertirlo en un objeto sólido, al procesamiento de luz digital, que cura capas enteras de resina simultáneamente.

“Puedes imaginar las posibilidades“, dice.

“Podemos imprimir detrás de objetos opacos, detrás de una pared, dentro de un tubo o dentro del cuerpo.

La técnica que ya utilizamos y los dispositivos que utilizamos ya han sido aprobados para aplicaciones médicas”.

Fuente: Nature communications