Innovación en la Impresión 3D: Un Avance en la Control de Interfaces
Un equipo de ingenieros civiles y de sistemas de la Universidad Johns Hopkins ha desarrollado una técnica de impresión que transforma una debilidad histórica de las impresoras 3D en una característica multifuncional. Este avance, publicado en la revista *Advanced Materials*, aborda el problema de la adherencia entre las capas creadas durante el proceso de impresión, lo que podría revolucionar la personalización del comportamiento de los objetos impresos en 3D.
La adherencia entre capas es un desafío conocido en la impresión 3D, donde la materialidad impresa puede adherirse en exceso o en defecto, generando así debilidades estructurales. Jochen Mueller, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Whiting, explica que este fenómeno es comparable a cómo se comporta la pasta después de ser cocida: se adhiere entre sí, pero se separa fácilmente. Esta falta de cohesión puede limitar significativamente la funcionalidad de los productos impresos. Para mitigar este problema, el equipo ha introducido una técnica de impresión innovadora que permite controlar de manera precisa las interfaces entre los «voxels» —las versiones tridimensionales de los píxeles— y sus propiedades, como la adherencia entre diferentes capas o materiales.
Conocida como impresión 3D de interfaz voxel, o VI3DP, esta técnica utiliza una boquilla de impresión estándar rodeada por cuatro boquillas adicionales que aplican una fina película de material diferente sobre la capa recién impresa. Esto permite un control personalizado de la interfaz entre cada línea impresa, tanto en impresiones de un solo material como en aquellas de múltiples materiales, eliminando la necesidad de múltiples cabezales de impresión y los espacios innecesarios en los objetos. Además de generar impresiones más resistentes, la técnica VI3DP abre la puerta a nuevas aplicaciones en objetos impresos en 3D, integrando propiedades ópticas, mecánicas y eléctricas en una sola impresión, sin aumentar el peso, el tiempo o el costo del proceso.
El candidato a doctorado Daniel Ames destaca que aunque ya existen procesos de impresión que permiten añadir propiedades mecánicas, ópticas o eléctricas, estos suelen requerir que se integren como voxels completos, lo que reduce la eficiencia y la resolución de la impresión. La nueva metodología permite incorporar estas propiedades en interfaces del tamaño de un voxel, ampliando así el rango y tipo de aplicaciones para materiales blandos. Mueller también subraya la importancia de las interfaces, que son cruciales para habilitar funciones complejas, como circuitos tridimensionales, dispositivos electromecánicos y estructuras compuestas con datos incrustados. El equipo de investigación planea seguir explorando estas posibilidades en futuras investigaciones, sentando así las bases para un desarrollo más avanzado en la fabricación de estructuras complejas que antes eran inimaginables.
