La fotopolamarización VAT es un tipo de impresión 3D que hace que la resina líquida reaccione a la luz en un recipiente y luego crea ciertas áreas, incluida la luz láser o ultravioleta, para crear una forma. Sin embargo, dado que este método sólo funciona con polímeros sensibles a la luz, sus usos prácticos son limitados.
Algunos investigadores han desarrollado estos polímeros impresos para convertirlos en materiales resistentes como el metal y la cerámica, pero Darrill Yeh, que dirigió el laboratorio de química de materiales en la Escuela de Ingeniería de la EPFL, ha dicho que este método tiene errores importantes. “Estos materiales tienden a estar perforados, lo que reduce significativamente su energía y las piezas sufren un exceso de contracción, lo que provoca calentamiento”, afirmó.
Para resolver estos temas, YE y su equipo introdujeron un nuevo método descrito en su artículo publicado. Materiales desarrolladosEn lugar de endurecer una resina mezclada con compuestos metálicos, los investigadores primero imprimen una estructura utilizando un gel común a base de agua conocido como hidrogel. Luego empapan esta estructura “en blanco” en lóbulos metálicos, que se convierten químicamente en pequeñas nanopartículas metálicas esparcidas por el gel. Este proceso les permite crear compuestos con materiales muy metálicos para repetir varias veces.
Después de 5 a 10 de este “ciclo de crecimiento”, el hidrogel restante se elimina mediante calentamiento, detrás de un objeto cúbico de metal o cerámica que coincida con el tamaño del gel impreso original. Dado que la sal metálica sólo se añade después de la impresión, con la misma plantilla de hidrogel se pueden fabricar diferentes materiales metálicos, cerámicos o combinados.
“Nuestro trabajo no sólo permite crear tejidos de metal y cerámica de alta calidad con un proceso de impresión 3D de bajo coste; también destaca un nuevo ejemplo en la fabricación aditiva donde la selección de materiales se produce después de la impresión 3D, en lugar de la impresión 3D”.
Objetivos de arquitectura 3D mejorados
Para sus estudios, el equipo fabrica complejas melodías matemáticas llamadas hierro, plata y cobre, demostrando la capacidad de producir estructuras fuertes pero complejas con su técnica. Para probar la energía de sus materiales, utilizan un dispositivo llamado Universal Testing Machine para aplicar una presión creciente sobre los Gueroides.
El estudiante de doctorado y primer autor Yiming GI dijo: “Nuestros materiales pueden soportar 20 veces más tensión que los producidos con métodos anteriores, mientras que sólo el 20% se encoge frente al 60-90%”.
Los científicos afirman que su técnica es especialmente interesante para la arquitectura 3D mejorada, que debe ser similar a la de objetos fuertes, ligeros y complejos, como sensores, dispositivos biomédicos o dispositivos para almacenar y almacenar. Por ejemplo, los catalizadores metálicos son esenciales para permitir reacciones de conversión de energía química en electricidad. Otras aplicaciones pueden incluir metales regionales de alto nivel con funciones de refrigeración avanzadas para tecnología energética.
De cara al futuro, el equipo está trabajando para mejorar su proceso para facilitar la adopción por parte de la industria, especialmente aumentando la concentración de sus materiales. Otro objetivo de velocidad: los pasos de infusión repetida, necesarios para producir materiales resistentes, hacen que el procedimiento sea más oportuno que otras técnicas de impresión 3D para convertir polímeros en metales. “Ya estamos trabajando para reducir el tiempo total de procesamiento utilizando un robot de forma automática”, dijo Yeh. “
