La adopción de la impresión 3D ha sido más eficiente en proyectos de pequeña escala que en entornos industriales a gran escala. Sin embargo, los desafíos asociados con la lentitud del proceso y la dificultad de lograr acabados regulares han obstaculizado una adopción más generalizada. No obstante, existen sectores como la construcción que han obtenido resultados tangibles. Gracias a los avances tecnológicos recientes, parece que otros sectores se beneficiarán de esta tecnología. En este caso, nos referimos a la industria automotriz y a una nueva aleación de acero diseñada específicamente para la impresión 3D.
Una innovadora tecnología para la impresión 3D de vehículos
Las factorías de Tesla han estado aplicando una técnica de fundición de metales en un molde gigante para producir vehículos. Esta máquina, conocida como Giga Press, reduce significativamente el número de piezas necesarias en la fabricación del chasis. Sin embargo, para acelerar el proceso se requieren sistemas de enfriamiento del metal y la utilización de gases inertes para obtener resultados homogéneos. Hasta ahora, las piezas tienen un peso máximo de cincuenta kilos. Sin embargo, una pregunta surge: ¿qué sucedería si se utilizara una impresión 3D aditiva? Esta pregunta impulsó a dos estudiantes del MIT a colaborar con un asesor de la Universidad de Paderborn en Alemania para imprimir con acero.
El resultado de esta colaboración les ha granjeado un premio en el concurso de diseño de la ASM Education Foundation 2022. Basándose en un sistema de cálculo de propiedades de materiales llamado CALPHAD, los investigadores lograron formular una nueva aleación de acero que reuniese las características idóneas. Tras fundirlo y atomizarlo en gotas, estas se solidificaron y formaron el polvo utilizado como materia prima. Ahora bastaba con depositar capas de polvo de acero y fundirlas con un láser.
La ventaja del uso de impresión 3D es que el material se enfría mucho más rápidamente y se mejora la calidad de los resultados, además de ofrecer la impresión de piezas más complejas. La nueva aleación ya se ha patentado y es posible que empiece a utilizarse pronto en la fabricación de vehículos eléctricos más sostenibles.
Nuevas técnicas de impresión 3D
En los últimos años han surgido nuevas técnicas de impresión 3D que trabajan con materias primas alternativas al plástico, el cemento o la resina. A continuación, presentamos algunas de las más destacadas:
Madera de laboratorio
La innovadora aleación de acero no es el único material de impresión 3D salido de las tripas del MIT. En efecto, se trata de una innovadora tecnología que, a través de un crecimiento similar al de las plantas, logra generar un material de gran dureza. Para lograrlo han recurrido a células vivas de una planta llanada zinnia, transferidas a un gel donde se estimularon para acelerar su crecimiento por medio de hormonas vegetales. Se espera que en un futuro la técnica permita construir muebles de una pieza a través de moldes.
Impresión con luz
Más que una materia prima, se trata de una tecnología que permite solidificar resina con una velocidad cien veces superior a la impresión aditiva convencional. El sistema proyecta dos haces de luz sobre una resina y la solidifica de manera casi inmediata en un proceso de polimerización. Además, dado que las piezas resultantes carecen de junturas o puntos de unión, son mucho más resistentes que las obtenidas con técnicas tradicionales.
Impresión 3D con moléculas
Si los ejemplos anteriores ofrecen nuevas formas de imprimir en 3D en la escala de lo visible, los investigadores del Instituto de Nanociencia Cuántica de Jülich en Alemania están aplicando estrategias parecidas a escala microscópica. En este caso se ha combinado el uso de inteligencia artificial y microscopios de efecto túnel para mover y colocar las moléculas a voluntad. Este avance abre la puerta a la fabricación de transistores moleculares con aplicaciones en computación cuántica.
Las posibilidades de la impresión 3D son ilimitadas, ya que permiten la impresión de estructuras, alimentos y even órganos vivos, y son una de las vías más prometedoras para la colonización de otros planetas. Así, la NASA y empresas privadas están explorando el potencial de la impresión aditiva para construir estructuras en la Luna o incluso en Marte.
