impresión 3D, iCLIP
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| Los investigadores lograron imprimir modelos de estructuras conocidas de varias naciones. Un modelo de la Catedral de Santa Sofía de Kyiv en el azul y amarillo de la bandera ucraniana, realizado con el método iCLIP para impresión 3D. |
Los desarrollos en el campo de la fabricación aditiva continúan sin cesar. Esta vez, el nuevo estallido de la Universidad de Stanford traerá más innovación a la industria.
01 octubre 2022.- Ingenieros de la Universidad de Stanford han creado un proceso de impresión 3D que es de 5 a 10 veces más rápido que la impresora de alta resolución más rápida actualmente en el mercado y puede usar diferentes tipos de resina para crear un solo objeto.
Los resultados, publicados en Science Advances el 28 de septiembre, demuestran que el novedoso proceso es mucho más rápido que el método de impresión de alta resolución más rápido disponible en la actualidad. Probablemente también permita a los investigadores utilizar resinas más espesas con mejores propiedades mecánicas y eléctricas.
"Esta nueva tecnología ayudará a aprovechar al máximo el potencial de la impresión 3D ", dice Joseph DeSimone, profesor de medicina traslacional de Sanjiv Sam Gambhir y profesor de radiología e ingeniería química en Stanford y autor correspondiente del artículo. “Nos permitirá imprimir mucho más rápido, lo que ayudará a marcar el comienzo de una nueva era de fabricación digital, así como también permitirá la fabricación de objetos complejos de múltiples materiales en un solo paso”.
El nuevo diseño mejora la producción de interfaz líquida continua, o CLIP, una técnica de impresión 3D desarrollada por DeSimone y sus asociados en 2015.
Una plataforma ascendente extrae suavemente el objeto, que parece estar completamente formado, de una fina piscina de resina en un proceso conocido como impresión CLIP. Mientras que una capa de oxígeno impide el curado en el fondo de la piscina y produce una "zona muerta" donde la resina permanece en forma líquida, una serie de imágenes UV transmitidas a través de la piscina endurecen la resina en la forma adecuada.
El secreto de la velocidad de CLIP es la zona muerta. La resina líquida está diseñada para rellenar detrás del elemento sólido a medida que se eleva, lo que permite una impresión suave y continua. Sin embargo, este no es siempre el caso, especialmente si la resina es excepcionalmente pegajosa o si el objeto sube demasiado rápido.
Los investigadores colocaron bombas de jeringa en la parte superior de la plataforma ascendente para esta nueva técnica, conocida como inyección CLIP o iCLIP, para agregar resina adicional en lugares estratégicos.
El flujo de resina en CLIP es un proceso muy pasivo: simplemente está levantando el objeto y esperando que la succión pueda llevar el material al área donde se necesita. Con esta nueva tecnología, se inyecta resina activamente en las áreas de la impresora donde se necesita.
Estructuras conocidas de varias naciones
Con iCLIP, puede imprimir con diferentes tipos de resina en diferentes etapas del proceso de impresión inyectando más resina individualmente. Cada nueva resina solo necesita su propia jeringa.
Los investigadores utilizaron tres jeringas separadas, cada una llena de resina coloreada de una manera diferente, para probar la impresora. Tuvieron éxito en la impresión de modelos de estructuras conocidas de varias naciones en los colores de la bandera de cada nación, como el Salón de la Independencia en el rojo, blanco y azul de los Estados Unidos y la Catedral de Santa Sofía en el azul y amarillo de Ucrania.
La capacidad de fabricar objetos con materiales variados o propiedades mecánicas es el santo grial de la impresión 3D. Las aplicaciones van desde estructuras de absorción de energía muy eficientes hasta objetos con diferentes propiedades ópticas y sensores avanzados.
Resumen:
En la fabricación aditiva, es imperativo aumentar las velocidades de impresión, usar resinas de mayor viscosidad e imprimir con múltiples resinas diferentes simultáneamente. Con este fin, la Universidad de Stanford (EE.UU.) presenta un proceso de impresión tridimensional de fotopolimerización basado en ultravioleta previamente inexplorado.
El método explota una interfaz líquida continua, la zona muerta, alimentada mecánicamente con resina a presiones elevadas a través de canales microfluídicos creados dinámicamente e integrados a la parte en crecimiento.
A través de este control de transporte masivo, la producción de interfaces líquidas continuas por inyección, o iCLIP, puede acelerar las velocidades de impresión de 5 a 10 veces con respecto a los métodos actuales como CLIP, puede usar resinas de un orden de magnitud más viscoso que CLIP y puede modelar fácilmente un único objeto heterogéneo con diferentes resinas en todas las coordenadas cartesianas.
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