Imprimir objetos metálicos y cerámicos con mayor densidad y resistencia
Científicos del EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) han presentado una técnica innovadora que permite fabricar objetos metálicos y cerámicos con mayor densidad y resistencia que los métodos tradicionales.
En lugar de imprimir directamente con resinas que contienen metales o cerámicas, el equipo imprime primero una estructura básica usando un hidrogel, que luego se impregna repetidamente con sales metálicas. Tras varios ciclos de infusión y precipitación, y eliminando el gel con calor, se obtiene el objeto final metálico o cerámico con formas complejas y con un material muy compacto.
Cómo funciona el proceso
- Se imprime una plantilla tridimensional usando un hidrogel a base de agua, formando una red o estructura deseada.
- Se infunde esa plantilla con sales metálicas, que se convierten químicamente en nanopartículas distribuidas dentro del gel.
- Se repiten varios ciclos de infusión-precipitación para aumentar la concentración del metal o cerámica en la estructura.
- Se aplica calor para eliminar el hidrogel, dejando solo la parte metálica o cerámica con la forma original y con una densidad y resistencia mucho mayores.
Ventajas con respecto a métodos tradicionales
- Menos porosidad de los materiales resultantes son mucho menos porosos, lo que mejora su resistencia mecánica.
- Menor contracción que se reduce la deformación del objeto durante el proceso, comparado con los métodos que usan resinas con precursores metálicos.
- Versatilidad de a una misma plantilla de hidrogel se le puede dar distintos materiales (hierro, plata, cobre, cerámica), simplemente cambiando las sales metálicas durante las infusiones.
- Capacidad para geometrías complejas en los objetos tienen estructuras intrincadas como gyroides que serían difíciles con otros métodos.
Retos pendientes y posibles aplicaciones
- Velocidad de los ciclos múltiples de infusión hacen que el método sea más lento que otros en producción.
- Densidad total para mejorar aún más la densidad del material para igualar (o acercarse) a la de los metales totalmente sólidos.
- Automatización del equipo que trabaja en robotizar los pasos para hacer el proceso más eficiente.
- Aplicaciones con dispositivos biomédicos, sensores, estructuras para conversión de energía, piezas donde se requiera geometría compleja y resistencia alta.
