UpNano imprime en piezas 3D que van desde varios micrómetros a unos pocos centímetros de tamaño

Más láseres permiten piezas de polímero ultra precisas a través de 12 órdenes de magnitud

Un láser de alta potencia, una vía óptica optimizada, una tecnología de resolución adaptativa patentada y algoritmos inteligentes para el escaneo láser permitieron a UpNano lograr una impresión en 3D de alta resolución sin precedentes con la tecnología 2PP. Tal vez aún más importante, esta resolución se puede lograr en piezas de tamaño de centímetros (rango mes).

Las partes con resolución de nano y microescala pueden ahora ser impresas a través de doce órdenes de magnitud – en tiempos nunca antes logrados. Esto ha sido logrado por la UpNano GmbH de Viena (Austria), un spin-out de la TU Wien, que desarrolló un sistema de impresión 2PP 3D de alta gama que puede producir piezas poliméricas con un volumen que va desde 100 a 1012 micrómetros cúbicos. Al mismo tiempo, la impresora permite una resolución a nano y micro escala. Recientemente, la empresa demostró esta notable capacidad imprimiendo cuatro modelos de la Torre Eiffel que van de 200 micrómetros a 4 centímetros – con una perfecta representación de todas las estructuras minúsculas en un plazo de 30 a 540 minutos. Con esta nueva evolución, la impresión 2PP 3D está lista para aplicaciones en I+D y en la industria que hasta ahora parecían imposibles.

El equipo de la TU Wien fue uno de los primeros en el mundo en aprovechar las capacidades de la impresión en 3D por polimerización de 2 fotones (2PP), una tecnología de producción ultraprecisa que hasta ahora sólo podía ser optimizada para un rango de escala muy limitado. Además, la producción en el rango de los centímetros (rango meso) llevaba un tiempo extremadamente largo y, por lo tanto, era poco atractiva para la producción cuantitativa en la industria. La empresa austriaca demostró ahora lo que parecía imposible: Su sistema de impresión NanoOne puede producir piezas de alta precisión con una resolución de nano- y micrómetro que van desde el rango de centímetros, a mili y micrómetro de tamaño. Y esto en cuestión de minutos.

Fotones con poder

«Desarrollamos y patentamos una innovadora tecnología de resolución adaptativa para nuestro sistema de impresión en 3D», explica Peter Gruber, jefe de tecnología y cofundador de UpNano. «Junto con una trayectoria óptica optimizada y algoritmos inteligentes, podemos utilizar toda la potencia del láser hasta 1 vatio, que es varias veces más que en sistemas comparables». Un láser tan poderoso entrega suficiente energía para la impresión de alta velocidad, especialmente en el modo de resolución adaptativa. Esto, de hecho, es una ventaja significativa en comparación con otros sistemas que utilizan láseres más débiles y que, por lo tanto, tienen un rendimiento limitado.

«El beneficio de esta innovación -añadió Bernhard Küenburg, director general de UpNano- es más notable en la gama meso. El sistema NanoOne ofrece tiempos de producción significativamente más rápidos que otros sistemas. Añade nuestra tecnología patentada de resolución adaptativa y acabas con la capacidad de imprimir objetos de un centímetro de tamaño con una resolución micrométrica en ciclos de producción cortos». Este algoritmo permite un ensanchamiento del punto láser hasta un factor de 10 de acuerdo con las especificaciones del espécimen impreso. Un simple cambio de objetivos (hay diferentes disponibles, que van desde un aumento de 4x hasta 100x) permite la producción de piezas en el rango micro con resoluciones en la escala nanométrica. Esto también es mucho más rápido que otros sistemas gracias a las vías ópticas específicas, los algoritmos de escaneo optimizados y la tecnología patentada de resolución adaptativa. De hecho, el NanoOne es capaz de fabricar objetos con volúmenes de 12 órdenes de magnitud. Las dimensiones en el rango micrométrico son igualmente posibles que en el rango centimétrico manteniendo una resolución ultra alta. Y todo eso en el menor tiempo posible.

De la I+D a la industria

Gracias a esta gran versatilidad, el sistema ha sido recibido con gran interés en I+D y en la industria justo después de su introducción. Un ejemplo de su uso en medicina e investigación es la producción de microagujas con tolerancias estrictas y características definidas como la punta afilada, la cánula o el depósito.

Las piezas micromecánicas funcionales reflejan otra interesante área de aplicación de la tecnología UpNano. Un ejemplo de referencia es un muelle funcional con una altura de 6 milímetros impreso en menos de 6 minutos o piezas de dos componentes con elementos móviles incluidos, impresas en trabajos de impresión individuales para aplicaciones de tecnología médica.

Los filtros son el tercero de numerosos ejemplos que demuestran el rango de tamaño del NanoOne. Los tamaños de varios centímetros cuadrados con tamaños de poros en el rango bajo de un solo dígito micrométrico pueden imprimirse en cuestión de horas. «Estos filtros tienen tamaños de poros exactamente definidos para el 100 por ciento de todos los poros», explica Bernhard Küenburg. Las variaciones en los tamaños de los poros son tan históricas como los resultados insatisfactorios de los filtros. De esta manera, el NanoOne de UpNano ofrece un nuevo horizonte para los procesos de filtrado y separación, un horizonte que ejemplifica el poder innovador de la empresa.