Normalmente, la impresión 3D de objetos multicolores y con múltiples texturas es un proceso relativamente complejo e ineficiente. Sin embargo, eso podría cambiar pronto gracias a una nueva e inteligente técnica en la que un material de impresión sensible a la temperatura se “plancha” después de ser extruido.
Cuando la mayoría de la gente piensa en un artículo impreso en 3D, probablemente se imaginan un objeto de un solo color y textura. Estos artículos se fabrican depositando capas sucesivas de un único tipo de polímero fundido que se endurece a medida que se enfría.
Para imprimir un solo objeto que tiene diferentes colores o texturas en diferentes lugares, generalmente se usa una impresora de boquillas múltiples (aunque se están trabajando algunas alternativas). Sus boquillas se turnan a lo largo del proceso de impresión, cada una depositando un tipo diferente de polímero para crear una parte diferente del artículo.
Un gran inconveniente de este enfoque radica en el hecho de que, a medida que las impresoras 3D con múltiples boquillas alternan entre boquillas, terminan desperdiciando más material de impresión que sus contrapartes de una sola boquilla. Además, no hay forma de realizar una transición gradual entre los diferentes polímeros dentro del objeto impreso: los límites entre los polímeros son muy abruptos, lo que no siempre es deseable.
Una alternativa propuesta consiste en utilizar una sola boquilla para depositar un único polímero especial, que adquiere diferentes colores o texturas dependiendo de la temperatura a la que la boquilla lo calienta. El problema es que la boquilla tarda un poco en calentarse o enfriarse, por lo que el proceso de impresión tampoco resultará práctico.
Ahí es donde entra en juego el “planchado con velocidad modulada”.
Desarrollado por científicos del MIT y la Universidad Tecnológica de Delft de los Países Bajos, el proceso utiliza una impresora 3D de dos boquillas no modificada, junto con un medio de impresión de polímero único que contiene un ingrediente activo sensible al calor.
La primera boquilla funde y deposita el polímero a una temperatura constante, como lo haría normalmente. La segunda boquilla no deposita nada y también permanece a una temperatura constante, pero se mueve hacia adelante y hacia atrás a través de la superficie del polímero depositado a diferentes velocidades. Cuanto más permanece en un área, más se calienta esa área y mayor es la respuesta del ingrediente activo.
Modulando la velocidad de la segunda boquilla, los investigadores pueden variar el tono de los materiales para crear objetos con patrones complejos.
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La tecnología ya ha sido probada con tres tipos de medios impresos.
Uno contenía partículas que formaban espuma cuando se calentaba, lo que hacía que el polímero impreso variara entre un aspecto opaco o translúcido y una sensación áspera o suave. Entre otras cosas, este material se utilizó para imprimir botellas de agua con gráficos opacos sobre un fondo translúcido, junto con puños de manillar de bicicleta que eran lisos en algunas zonas y ásperos en otras.
Los otros dos medios contenían fibras de madera y corcho, las cuales causaron que el polímero adquiriera un color más oscuro al carbonizarse al calentarse.
Un puño de bicicleta que es áspero y con agarre cuando es necesario, impreso con la nueva tecnología.
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Los científicos ya han creado modelos informáticos que determinan la velocidad con la que debe moverse la segunda boquilla durante el proceso de impresión para obtener los efectos deseados utilizando un medio de impresión específico. Ahora están estudiando el uso de la tecnología para variar las propiedades acústicas y mecánicas de un único objeto impreso.
Un artículo sobre la investigación, dirigido por la profesora Stefanie Mueller del MIT y el asistente de Delft. Prof. Zjenja Doubrovski – está disponible para leer en línea. El proceso de planchado con velocidad modulada se demuestra en el siguiente vídeo.
La nueva técnica de impresión 3D de TU Delft y MIT ofrece texturas de alta resolución a partir de un solo material
Fuente: MIT
