La tecnología de impresión 3D al revés crea objetos multimateriales

Cuando se trata de la impresión 3D de metal, se utiliza más comúnmente un proceso conocido como sinterización selectiva por láser (SLS). Se ha desarrollado una variación de la técnica al revés, para imprimir objetos individuales de diferentes materiales.

En el SLS tradicional, un rayo láser es iluminado en una cama de impresión llena de polvo metálico. A medida que ese rayo se mueve hacia adelante y hacia atrás en un patrón preprogramado, se derrite y fusiona el polvo en un sólido, pero sólo en áreas seleccionadas. A medida que se añade más polvo, el objeto se va acumulando gradualmente, una capa cada vez.

Sin embargo, desafortunadamente, cambiar de un lado a otro entre los diferentes tipos de polvo metálico es difícil. Esto se debe a que una capa recién depositada de un tipo de polvo metálico se mezclará con el otro polvo metálico que ya está en el lecho de impresión. Como los dos metales pueden tener diferentes temperaturas de fusión, no necesariamente pueden fundirse al mismo tiempo.

Dirigidos por el Prof. Hod Lipson, los científicos de la Universidad de Columbia de Nueva York han desarrollado una alternativa, que consiste en hacer brillar el láser por debajo.

Inicialmente, un polvo de metal o polímero de un tipo se deposita en una capa, sobre una placa de vidrio. Luego se baja una plataforma de impresión plana sobre esa placa, de modo que el polvo se intercala entre los dos. A continuación, el láser se hace brillar a través de la placa de vidrio desde abajo, fundiendo y fusionando parte del polvo en el patrón deseado.

Cuando la plataforma de impresión se eleva posteriormente, la capa solidificada de material se pega a ella. Esa plataforma se baja hasta otra placa de vidrio, que se cubre con una capa de un polvo diferente. A medida que el láser se mueve en el mismo patrón que antes, una capa de ese material se funde y se fusiona con el material solidificado existente. Yendo de un lado a otro de esta manera, un solo objeto sólido puede ser impreso a partir de capas de dos o más sustancias.

Como un beneficio adicional, porque el artículo se levanta constantemente del polvo, los usuarios pueden ver la forma que está tomando. En cambio, en el SLS tradicional, el objeto está oculto por el polvo que lo rodea – los usuarios no pueden ver todo el objeto hasta que el proceso de impresión está completo.

«Esta tecnología tiene el potencial de imprimir circuitos integrados, componentes electromecánicos e incluso componentes de robots», dice Lipson. «Podría hacer piezas de máquinas con aleaciones graduadas, cuya composición de material cambia gradualmente de un extremo a otro, como una pala de turbina con un material usado para el núcleo y otro material diferente usado para los revestimientos de la superficie».

La técnica se ve en el siguiente vídeo, y se describe en un artículo que se publicó recientemente en la de la Universidad de Columbia