Esta impresora 3D ¡®fabrica¡¯ vidrio

El desarrollo de nuevos compuestos posibilita el uso de cada vez m¨¢s materiales en las impresoras 3D convencionales, desde pl¨¢sticos y resinas, las m¨¢s comunes, pasando por compuestos flexibles adecuados para fabricar pr¨®tesis y tambi¨¦n tejidos y metal, entre otros. Hasta ahora la impresi¨®n 3D con materiales como la cer¨¢mica o el vidrio siguen siendo un asunto pendiente. Ambos materiales son dif¨ªciles de imprimir en 3D en gran medida debido a las altas temperaturas que son necesarias, de m¨¢s de 1000¡ã, para que adquieran el estado l¨ªquido que permita su uso en una impresora. Normalmente el pl¨¢stico PVC y las resinas empleadas en impresi¨®n 3D se calientan a entre 80 y 150¡ã.

Hasta la fecha se han desarrollado diversos procesos para aplicar el vidrio a la fabricaci¨®n por adici¨®n. Desde m¨¦todos artesanales que utilizan lentes y el calor del sol a brazos robot provistos de sopletes que funden el vidrio a la vez que lo depositan sobre la superficie de impresi¨®n y hasta la adaptaci¨®n de m¨¦todos tradicionales. Ninguno de ellos, sin embargo, ha servido para producir hasta ahora vidrio de suficiente calidad, seg¨²n The New Tork Times.

Recientemente un grupo de investigadores alemanes ha desarrollado un m¨¦todo para la impresi¨®n de vidrio que por primera vez prescinde del uso de altas temperaturas durante el proceso de impresi¨®n, seg¨²n han publicado en Nature: ¡°El vidrio es uno de los materiales m¨¢s usados en la investigaci¨®n cient¨ªfica, en la sociedad y en la industria, principalmente debido a su inigualable grado de transparencia ¨®ptica, su resistencia mec¨¢nica, qu¨ªmica y t¨¦rmica y por su propiedades aislantes.¡±

Sin embargo obtener vidrio modelado de alta pureza requiere procesos de producci¨®n complejos que incluyen el uso de compuestos qu¨ªmicos como ¨¢cidos y altas temperaturas. ¡°Estos inconvenientes dificultan la fabricaci¨®n de objetos de vidrio con tecnolog¨ªas como la impresi¨®n 3D¡±, explican los investigadores.

Los investigadores han desarrollado un nanocompuesto de fundici¨®n que permite la impresi¨®n 3D de ¡°vidrio de alta calidad, no poroso y transparente¡±

Para lograrlo, los investigadores han desarrollado un nanocompuesto de fundici¨®n que permite la impresi¨®n 3D de ¡°vidrio de alta calidad, no poroso y transparente¡± empleando una impresora 3D estereolitografica, un m¨¦todo de fabricaci¨®n que utiliza la luz ultravioleta para solidificar el compuesto con una precisi¨®n (o ¡°resoluci¨®n¡±) de unas pocas decenas de micras, dependiendo de la impresora empleada.

El compuesto usado para la impresi¨®n contiene nanopart¨ªculas de s¨ªlice, vidrio en polvo, suspendido en un l¨ªquido que es similar a la resina l¨ªquida usada habitualmente en estas impresoras. De este modo el proceso de impresi¨®n no var¨ªa: una haz de luz ultravioleta solidifica el l¨ªquido capa por capa resultando en una figura tridimensional s¨®lida. Una vez impresa hay que calentar la figura en un horno para eliminar el material sobrante (la resina) y convertir las nanopart¨ªculas de s¨ªlice en vidrio.

¡°A?adiendo sales met¨¢licas se puede obtener vidrio de diferentes colores¡±, explican los investigadores. ¡°Este m¨¦todo ampl¨ªa la posibilidad de los materiales empleados en la impresi¨®n 3D, permitiendo la creaci¨®n de macro y microestructuras complejas en vidrio con numerosas aplicaciones tanto en la industria como en el mundo acad¨¦mico y art¨ªstico.¡±

El a?o pasado un grupo de qu¨ªmicos del laboratorio HRL en California aplic¨® este mismo m¨¦todo de impresi¨®n a?adiendo nanopart¨ªculas de minerales cer¨¢micos al pol¨ªmero l¨ªquido para imprimir en 3D objetos de cer¨¢mica. Como el vidrio, la cer¨¢mica es un material que tambi¨¦n cuenta con numerosas propiedades provechosas (entre otras: resistencia mec¨¢nica y a la fricci¨®n y alta resistencia a temperaturas extremas). Pero igual que sucede con el vidrio la cer¨¢mica tampoco facilita la creaci¨®n de formas complejas o intrincadas mediante los m¨¦todos tradicionales de fabricaci¨®n.

De igual modo este proceso de impresi¨®n recurre a una impresora estereolitografica para dar forma al objeto tridimensional. Despu¨¦s la figura s¨®lida resultante se calienta en un horno donde se cuecen los componentes org¨¢nicos del pol¨ªmero y el silicio y resto de minerales se convierten en cer¨¢mica. Las piezas impresas en 3D con materiales cer¨¢micos tienen numerosas aplicaciones, desde partes para motores de aviones a componentes electr¨®nicos y microchips¡±, seg¨²n los investigadores y la resistencia t¨¦rmica de la estructura resultante de este proceso llega hasta los 1700¡ã.