PRODUCCIÓN INDUSTRIAL


Una impresora 3D, 100 veces más rápida gracias a la luz

17/01/2019

CATEGORíA: Impresión 3D



La Universidad de Michigan ha presentado una nueva impresora 3D capaz de imprimir a velocidades superiores a las convencionales gracias a que en lugar de acumular filamentos de plástico capa por capa, levanta formas complejas de una cuba de líquido.


La impresión en 3D podría verse modificada para trabajos de manufactura relativamente pequeños, produciendo menos de 10.000 artículos idénticos, porque significaría que los objetos podrían hacerse sin la necesidad de un molde de grandes costes. Pero la forma más familiar de impresión 3D, que es como construir objetos 3D con una serie de líneas 1D, no ha podido llenar ese vacío en escalas de tiempo típicas de producción de una semana o dos.

 

"El uso de enfoques convencionales no es realmente alcanzable a menos que tenga cientos de máquinas", afirmaba Timothy Scott, profesor asociado de ingeniería química de la Universidad de Michigan, uno de los corresponsables del desarrollo del nuevo enfoque de impresión 3D junto con Mark Burns, profesor de Ingeniería en la UM.

 

Su método solidifica la resina líquida utilizando dos luces para controlar dónde se endurece la resina y dónde se mantiene fluida. Esto permite al equipo solidificar la resina en patrones más sofisticados. Pueden hacer un bajorrelieve 3D en un solo disparo en lugar de en una serie de líneas o secciones transversales 2D.

 

Pero el verdadero enfoque 3D no es un simple truco: era necesario superar las limitaciones de los esfuerzos anteriores de impresión de depósitos. A saber, la resina tiende a solidificarse en la ventana por la que la luz brilla a través, deteniendo el trabajo de impresión justo cuando comienza.

 

Al crear una región relativamente grande donde no se produce la solidificación, se pueden usar resinas más gruesas, potencialmente con refuerzos de aditivos en polvo, para producir objetos más duraderos. El método también mejora la integridad estructural de la impresión 3D de filamentos, ya que esos objetos tienen puntos débiles en las interfaces entre las capas. "Puede obtener materiales mucho más duros, mucho más resistentes al desgaste", apunta Scott.

 

Una solución anterior al problema de la solidificación en la ventana era una ventana que deja pasar el oxígeno. El oxígeno penetra en la resina y detiene la solidificación cerca de la ventana, dejando una película de fluido que permitirá que la superficie recién impresa se retire.

 

Pero debido a que esta brecha es tan gruesa como una pieza de cinta transparente, la resina debe ser muy líquida para que fluya lo suficientemente rápido hacia la brecha pequeña entre el objeto recién solidificado y la ventana cuando se levanta la pieza. Esto ha limitado la impresión de depósitos a productos pequeños y personalizados que se tratarán con relativa suavidad, como dispositivos dentales y plantillas para zapatos.

 

Al reemplazar el oxígeno con una segunda luz para detener la solidificación, el equipo de Michigan puede producir un espacio mucho más grande entre el objeto y la ventana, de un milímetro de espesor, lo que permite que la resina fluya miles de veces más rápido.

 

La clave del éxito es la química de la resina. En los sistemas convencionales, solo hay una reacción. Un fotoactivador endurece la resina donde la luz brilla. En el sistema de Michigan, también hay un fotoinhibidor, que responde a una longitud de onda diferente de la luz.

 

En lugar de limitarse a controlar la solidificación en un plano 2D, como hacen las técnicas actuales de impresión de cubas, el equipo de Michigan puede modelar los dos tipos de luz para endurecer la resina en prácticamente cualquier lugar 3D cerca de la ventana de iluminación.

 

La Universidad de Michigan ha presentado tres solicitudes de patente para proteger los múltiples aspectos inventivos del enfoque, y Scott se está preparando para lanzar una nueva empresa.

 

Más información en https://news.umich.edu

 

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