Las perspectivas de la impresión 3D pueden haberse fortalecido un poco, literalmente, gracias a una nueva forma de usar polvos metálicos para crear estructuras. Un equipo de la Universidad Northwestern ha mostrado una nueva técnica que utiliza tintas líquidas y hornos ordinarios en lugar de láseres o haces de electrones más caros.
Además de ser más barato, los investigadores dicen que el proceso también es más rápido, más uniforme y funciona con una amplia variedad de metales, aleaciones y compuestos.
«Nuestro método amplía enormemente las arquitecturas y los metales que podemos imprimir, lo que realmente abre la puerta a muchas aplicaciones diferentes», dijo la profesora asistente de ciencia e ingeniería de materiales Ramille Shah, quien dirigió el estudio.
Shah creó una tinta líquida a partir de polvos metálicos, solventes y un aglutinante de elastómero que podía imprimirse a través de una boquilla de la misma manera que funcionan las impresoras 3D de consumo basadas en plástico. Luego, las estructuras impresas se sinterizan, un proceso en el que se calientan en un horno simple para permitir que los polvos se fundan sin derretirse.
«Al desvincular la impresión y la sinterización, parece que complicamos el proceso», dijo David Dunand, miembro del equipo. «Pero en realidad nos liberó, ya que cada paso es mucho más fácil por separado que el enfoque combinado».
Después de que un objeto se imprime con los polvos metálicos, pero antes de que se sinterice y se endurezca, es lo que se conoce como «cuerpo verde» que permanece flexible.
«Son plegables, plegables y pueden tener cientos de capas de espesor sin desmoronarse», explicó Shah. «Esto nos permite crear muchas arquitecturas diferentes que realmente no se han visto en la impresión 3D de metal».
El proceso también se puede utilizar para imprimir óxidos metálicos que son más baratos, más seguros y más estables que algunos polvos metálicos puros. Los cuerpos verdes impresos en 3D a partir de óxido u otros óxidos metálicos se pueden transformar en sus respectivos metales utilizando hidrógeno antes de ser sinterizados.
“Puede parecer que estamos complicando las cosas innecesariamente al agregar un tercer paso de reducción en el que convertimos el óxido en hierro”, dijo Dunand. «Pero abre posibilidades para usar polvos de óxido muy baratos en lugar de los correspondientes polvos metálicos caros. Es difícil encontrar algo más barato que el óxido».
Las posibles aplicaciones futuras para el nuevo enfoque incluyen metales personalizados e impresos rápidamente, baterías, celdas de combustible, implantes médicos, piezas mecánicas y fabricación in situ.
La investigación fue publicada en una edición reciente de la revista Advanced Functional Materials.
