La naturaleza no deja de sorprendernos. También es una gran fuente de inspiración para el mercado de la fabricación aditiva , como demuestra un reciente estudio publicado por la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, en el que se destaca un nuevo método de impresión 3D, denominado 3DPX, capaz de diseñar fibras ultrafinas, de tan solo 1,5 micras de diámetro.
Este proceso se basa en el uso de un gel viscoplástico que soporta la reología del fluido para imprimir estructuras fibrosas muy complejas. La boquilla de la impresora 3D es capaz de moverse en este gel, liberándose de las limitaciones gravitacionales que impone este tipo de fibra extremadamente fina. El equipo que está detrás de este nuevo enfoque de la impresión 3D espera que permita el desarrollo de aplicaciones en los sectores de la robótica, la medicina y los materiales.
¿A quién no le ha fascinado la resistencia de una telaraña, la función protectora de una cáscara de huevo o la fuerza de la seda que permite a ciertos insectos capturar a sus presas? Si lo piensas, estas estructuras son impresionantes y una fuente inagotable de aprendizaje.
De hecho, esta es la razón por la que la fabricación aditiva y la biomimética se combinan regularmente para ofrecer nuevas aplicaciones. Y esta vez, el objetivo era encontrar una solución para reproducir estas fibras finas a escala. Sin embargo, reproducir las propiedades de estas redes en forma 3D es extremadamente complejo.
Diferentes formas impresas en 3D mediante el método 3DPX
Los investigadores han desarrollado un método que denominan “impresión 3D integrada por intercambio de disolventes” (3DPX). Uno de los problemas de la impresión de materiales tan blandos y estructuras tan delgadas es que no tienen suficiente rigidez a la flexión para soportar su propio peso. Por ello, los investigadores optaron por imprimir en un recipiente con gel, que actúa como medio de impresión.
“Para obtener filamentos con un diámetro inferior a 1,5 µm, modificamos la reología del punto de fluencia del gel de soporte y las composiciones del polímero, disolvente y no disolvente, todos ellos elementos esenciales en el proceso”,
Se han llevado a cabo varias pruebas para demostrar el potencial de esta técnica y se ha demostrado que es posible producir fibras de 1,5 micras utilizando una boquilla de 5 micras. Se han utilizado diversos materiales, como elastómeros, PVC y poliestireno. Los investigadores creen que este método podría tener un impacto en el sector médico, por ejemplo, en la administración de fármacos o en el diseño de dispositivos microfluídicos de ultraprecisión; en el sector de la electrónica; o en el diseño de sensores.
Aún quedan algunos obstáculos por superar antes de que este método pueda utilizarse de forma más generalizada, como lograr una mayor estabilidad o perfeccionar la formulación de los materiales. Pero los resultados iniciales son alentadores y muestran cómo la fabricación aditiva puede lograr niveles de precisión muy pequeños.
Creditos: https://www.3dnatives.com
