La impresión 3D con… agua hace que el metal sea 20 veces más duradero

Científicos suizos han desarrollado una nueva técnica de impresión 3D que utiliza gel de agua para "cultivar" materiales metálicos y cerámicos, creando productos 20 veces más duraderos que el método anterior.

Sin necesidad de plástico ni polvo metálico, científicos suizos "cultivan" metal a partir de gel de agua: un avance que podría cambiar toda la industria de la impresión 3D - Foto: EPEL

Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL, Suiza) acaban de anunciar un gran avance en la tecnología de impresión 3D: en lugar de imprimir metal de la forma tradicional, desarrollaron un método de "cultivo" de materiales a partir de hidrogel - un gel de agua común, para crear estructuras de metal y cerámica con alta densidad y resistencia mecánica 20 veces mayor que las técnicas anteriores.

Según el equipo, el método de fotopolimerización actualmente solo funciona con resinas fotosensibles, lo que limita sus aplicaciones. Algunos intentos previos de convertir resinas impresas en 3D en metales o cerámicas han presentado problemas de porosidad y contracción, lo que provoca deformaciones y menor durabilidad de los productos.

El equipo dirigido por Daryl Yee, jefe del Laboratorio de Química y Fabricación de Materiales (EPFL), encontró una nueva solución: en lugar de premezclar el compuesto metálico con el plástico, imprimieron en 3D una plantilla con hidrogel y la sumergieron repetidamente en una solución de sales metálicas. Durante el proceso, los iones metálicos se convirtieron en nanopartículas que se distribuyeron uniformemente por el gel.

Tras 5-10 ciclos, la estructura de hidrogel se retira mediante calor, dejando un objeto sólido de metal o cerámica que conserva la forma de la impresión original. Dado que las sales metálicas solo se añaden después de la impresión, la misma estructura de hidrogel puede utilizarse para crear una amplia variedad de materiales: desde hierro, plata y cobre hasta cerámica o compuestos.

“Nuestro trabajo no solo permite la producción de metales y cerámicas de alta calidad mediante un proceso de impresión 3D simple y de bajo costo, sino que también abre una nueva forma de pensar: seleccionar materiales después de la impresión 3D, no antes”, afirmó el Sr. Yee.

En el estudio, el equipo fabricó estructuras geométricas complejas llamadas giroides a partir de hierro, plata y cobre para realizar pruebas. Los resultados mostraron que las muestras podían soportar una compresión 20 veces mayor que los materiales creados con técnicas anteriores, con una contracción de tan solo un 20 % (en comparación con el 60-90 % anterior).

La investigación promete grandes aplicaciones en la fabricación de estructuras 3D avanzadas, ligeras y resistentes, que facilitan la producción de sensores, dispositivos biomédicos o sistemas de conversión y almacenamiento de energía. Los metales con grandes superficies creados mediante este método también pueden utilizarse como catalizadores o disipadores de calor eficaces en la tecnología energética.

El equipo de la EPFL afirmó que continúa perfeccionando el proceso para adecuarlo a la producción industrial, en particular aumentando la densidad del material y acortando el tiempo de procesamiento. «Estamos desarrollando robots para automatizar todo el proceso, lo que reducirá significativamente el tiempo total de fabricación», reveló Yee.

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VNA

Fuente: https://tuoitre.vn/in-3d-bang-nuoc-giup-kim-loai-ben-gap-20-lan-20251019154932113.htm