IMPRESIÓN 3D, SI ES CON LUZ ES MÁS RÁPIDA

Se trata de una técnica que solidifica resina líquida utilizando dos luces que controlan la parte de resina endurecida y la que aún se mantiene fluida. La impresión 3D con luz promete ser 100 veces más rápida que las técnicas actuales.

3Dluz

Las tecnologías de fabricación aditiva se perfilan como el futuro en el ámbito industrial de manufactura. En este aspecto los procesos desarrollados han experimentado una aceleración, tal es el caso de este nuevo método que da como resultado una impresión más fuerte que los modelos en capa ya conocidos.

 

Una nueva manera de manufactura

En lugar de acumular filamentos de plástico capa por capa, este nuevo enfoque para la impresión 3D levanta formas complejas de una cuba de líquido hasta 100 veces más rápido que los procesos de impresión 3D conocidos, según se ha demostrado.

La nueva manera de impresión 3D podría cambiar el concepto para los trabajos de manufactura relativamente pequeños, produciendo menos de 10.000 piezas idénticas, pues significaría que estos objetos podrían hacerse sin la necesidad de un molde; lo que implica una reducción de costo importante.

El método solidifica resina líquida utilizando luces para controlar dónde se endurece la resina y en donde se mantiene fluida, que posteriormente es solidificada con un láser. De manera que permite al equipo solidificar la resina en patrones más sofisticados. Se puede realizar un bajorrelieve 3D en un solo disparo en lugar de una serie de líneas 1D o secciones transversales 2D.

Explican sus desarrolladores que 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.

De manera que, “se pueden obtener materiales mucho más fuertes y mucho más resistentes al desgaste”, explica Timothy Scott, profesor asociado de ingeniería química en la Universidad de Michigan.

Impresión 3D

Imprimiendo soluciones

La impresión 3D con luz utiliza dos fuentes principales, una luz para iniciar la reacción de solidificación y otra para detenerla, esto permite un control preciso de la impresión tanto en tiempo como en espacio.

El bloque “M” (impreso dentro del proyecto) se ha impreso mientras se extraía continuamente el baño de resina. Con este ejemplo se ve cómo se superan las limitaciones, ya que la resina normalmente se solidifica a través de la ventana en la que se proyecta la luz, ralentizando la fabricación debido a la penetración del oxígeno que detiene la solidificación.

Al crear una región relativamente grande donde no se produce la solidificación, se pueden utilizar resinas más gruesas, con refuerzos de aditivos en polvo. Esto permite la producción de objetos más duraderos, también mejora la integridad estructural de la impresión 3D de filamentos, reduciendo los puntos débiles entre las capas.

Impresión

Una manera de resolver el problema de la solidificación en la ventana anteriormente, era una ventana que dejara 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 relativo cuidado, como dispositivos dentales y plantillas para zapatos. Al reemplazar el oxígeno con una segunda luz para detener la solidificación, el equipo de la Universidad 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 propuesto, 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, modelan los dos tipos de luz para endurecer la resina en prácticamente cualquier lugar 3D cerca de la ventana de iluminación.

En cuanto a este desarrollo la Universidad de Michigan presentó tres solicitudes de patentes para proteger los múltiples aspectos inventivos del enfoque.

Más información: www.umich.edu

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