Estudio revela impresión 3D detallada y económica con láseres asequibles.

MadridInvestigadores de la Universidad de Purdue han desarrollado un nuevo método que emplea dos láseres para la impresión 3D, lo que reduce los costos de producción de estructuras detalladas. Normalmente, la polimerización de dos fotones utiliza láseres de femtosegundos, que pueden solidificar materiales con gran precisión pero son muy caros. Según Xianfan Xu, líder del equipo de investigación, este elevado costo es la razón por la cual la tecnología no se usa comúnmente en la fabricación.

El nuevo método utiliza un láser más económico que emite luz visible junto con un láser de alta velocidad que genera luz infrarroja. Esto reduce hasta en un 50% la energía necesaria del costoso láser de alta velocidad. Como resultado, el proceso de impresión 3D se vuelve más rentable y puede aplicarse en más ámbitos.

Xu destacó que la impresión 3D de alta resolución tiene múltiples aplicaciones. Entre ellas se encuentran:

• Dispositivos electrónicos en 3D
• Micro-robots para el campo biomédico
• Estructuras o andamiajes en 3D para la ingeniería de tejidos

Su nuevo enfoque de impresión 3D puede implementarse fácilmente en los sistemas existentes de impresión 3D con láser de femtosegundos.

El equipo de investigación buscaba acelerar y abaratar el proceso de impresión. Para la primera etapa, decidieron cambiar el costoso láser de femtosegundo por otro más económico. Este paso reduce la cantidad de agentes bloqueadores en el material antes de comenzar la impresión.

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Investigadores han desarrollado una técnica innovadora que emplea dos tipos de láseres: uno de nanosegundos de 532 nm y otro de femtosegundos de 800 nm. Para encontrar el equilibrio adecuado entre los efectos de ambos láseres en el material, crearon un nuevo modelo matemático que permite entender los procesos químicos involucrados. Este modelo les permitió calcular cómo funcionan los láseres en conjunto e identificar los procesos clave para reducir la potencia del láser de femtosegundos sin comprometer la calidad de los resultados de impresión.

Después de perfeccionar su nuevo método, los investigadores lo pusieron a prueba creando diversos diseños en 2D y 3D. Lograron fabricar con éxito pequeñas estructuras apiladas de madera de 25 x 25 x 10 micrómetros, un diminuto buckyball, una estructura quiral y un nudo de trébol. Los ensayos demostraron que el nuevo método redujo hasta un 80% la potencia del láser necesaria para los diseños en 2D y hasta un 50% para los diseños en 3D.

Este nuevo método de impresión podría transformar la producción de objetos. Podría facilitar la creación de dispositivos innovadores para la electrónica y la salud. La impresión más asequible permitirá que más personas accedan a la impresión 3D de alta calidad. Esto podría acelerar la aparición de nuevas ideas en muchos campos.

Esta investigación podría ser de gran utilidad para las pequeñas empresas y los inventores independientes. La reducción de costos facilitaría la creación de prototipos 3D detallados. Además, permitiría que más escuelas tuvieran acceso a tecnología avanzada de impresión 3D, fomentando el aprendizaje práctico y la generación de nuevas ideas.

Los investigadores tienen como objetivo hacer la impresión 3D más rápida y económica. Si tienen éxito, esta tecnología podría estar más disponible y ser utilizada en más industrias. Esto representaría un gran avance para la impresión 3D, permitiendo la creación de estructuras complejas y de alta calidad.