Impresión 3D rápida crea objetos tan grandes como un humano adulto

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.

Hoy, 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 la DeSimone. negocio, 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 curar una resina plástica líquida, capa por capa, en un sólido.

Después de que la primera capa se cura y se separa de la impresora, el proyector ilumina el patrón en una nueva capa que cura 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 tomaban 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 los objetos terminados frágiles.

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 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 curado.

Por encima de esta zona, la luz cura la resina en un sólido.

Un accesorio robótico extrae lentamente el sólido en crecimiento de la resina, 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 US$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 las partes impresas se comben y agrieten.

Para disipar eficazmente este calor, los objetos no pueden medir más de 41,4 centímetros por 25,9 centímetros en la sección transversal.

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 una al lado de la otra, un proceso al que se refieren como “mosaico”.

En el futuro, dice, agregando más proyectores les permitirán 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.

Fuente: Science Mag