Cómo la impresión 3D está revolucionando la producción y el diseño

Desktop Metal, la serie de impresoras en 3D en metal. (Junio 2019).

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Los nuevos materiales y procesos ofrecen mejoras en la impresión 3D

Por Warren Miller, escritor contribuyente

No fue hace tanto tiempo que la impresión 3D fue utilizada principalmente por modeladores para crear estructuras arquetípicas que luego construirían utilizando métodos más tradicionales. En estos días, sin embargo, las piezas impresas en 3D están en todo, desde robots hasta zapatos para correr: incluso la próxima lanzadera que la NASA impulsa hacia el espacio tendrá docenas de piezas impresas en 3D a bordo. ¿La impresión 3D se convertirá en el futuro de la producción? Tal vez, pero hay algunos obstáculos para despejar primero.

Antes de entrar en sus limitaciones, tomemos nota de los muchos beneficios de la impresión en 3D. En sus primeras encarnaciones, las impresoras 3D eran voluminosas y difíciles de transportar, lo que dificultaba el acceso fuera de los entornos de laboratorio. Los últimos años han aportado innovaciones en cuanto a estilo y alcance a las impresoras 3D, lo que les permite ser utilizadas con fines tanto de investigación como comerciales en una variedad de campos. La tecnología ha avanzado hasta el punto de que las impresoras 3D son capaces de reproducir partes del cuerpo humano como huesos, músculos y cartílagos.

El costo prohibitivo de las impresoras 3D también ha sido un impedimento para su uso más expansivo en el pasado, pero eso también ha comenzado a cambiar recientemente. Los bioimpresores 3D comercialmente disponibles pueden costar entre $ 10, 000 y $ 20, 000 en el extremo inferior del espectro, pero los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon crearon recientemente un mecanismo de bioimpresión basado en jeringas que se puede incorporar a casi cualquier impresora 3D por menos de $ 500.

Una bioimpresora en 3D. Fuente de la imagen: Carnegie Mellon University.

Sin embargo, quedan algunas colinas por escalar. Como los objetos impresos en 3D se imprimen frecuentemente en capas, los lugares donde se juntan las capas pueden ser puntos débiles intrínsecos en sus estructuras. La mejor manera de garantizar la configuración más sólida posible de una estructura hecha de plástico, por ejemplo, es verter el plástico en un molde y dejarlo fraguar. Aún así, los investigadores están haciendo avances para reducir esta disparidad experimentando con diferentes materiales de partida y métodos de refuerzo de objetos impresos en 3D. En un artículo publicado en ACS Applied Materials and Interfaces, los científicos informaron el uso de un filamento de polímero como un tipo de exoesqueleto para proporcionar mayor fortaleza a las estructuras impresas en 3D.

La investigación adicional en nuevos materiales y técnicas de procesamiento está destinada a generar mejoras significativas en la impresión 3D. Tal vez una combinación de impresión y procesamiento simultáneo puede proporcionar beneficios, como la impresión y el procesamiento por láser para permitir que los materiales se combinen o transformen a temperaturas muy altas. ¿Se podrían incluir catalizadores microscópicos en el proceso de impresión que solo se encienden mediante luz láser para proporcionar adhesión o resistencia adicional?

Con la velocidad a la que la tecnología ha evolucionado en los últimos años, no es difícil pensar que podríamos ver todo, desde automóviles hasta plantas domésticas, producido parcial o completamente por impresoras 3D en el futuro cercano. Si bien todavía hay algunos obstáculos para despejar en las áreas de fuerza y ​​resistencia, así como factores degradantes como el calor y el impacto, la ciencia ya ha logrado un progreso significativo. Están construyendo transbordadores espaciales con piezas impresas en 3D ahora. Después de todo, si es lo suficientemente bueno para la NASA, debería ser lo suficientemente bueno para el resto de nosotros.