Impresión en 3D continua gracias a la luz y el oxígeno

La tecnología de impresión 3D desarrollada por la empresa de Silicon Valley Carbon3D permite que los objetos surjan de un medio líquido de forma continua en lugar de construirse capa por capa, como durante los últimos 25 años, lo que representa un enfoque totalmente nuevo para la impresión en 3D.

La tecnología, que aparecerá como el artículo de portada en la edición impresa de este viernes de Science, permite que productos listos para el uso se fabriquen entre 25 y 100 veces más rápido que con otros métodos y crea geometrías previamente inalcanzables que abren oportunidades para la innovación, no sólo en la atención sanitaria y la medicina, sino también en otras grandes industrias como la automotriz y la aviación.

La tecnología, llamada CLIP -Producción Continua mediante Interfaz Líquida- manipula la luz y el oxígeno para fundir objetos en medios líquidos, creando el primer proceso de impresión en 3D que utiliza la fotoquímica sintonizable en lugar del enfoque capa por capa que ha definido la tecnología durante décadas. Funciona proyectando haces de luz a través de una ventana permeable al oxígeno hacia una resina líquida.

Trabajando en tándem, la luz y el oxígeno controlan la solidificación de la resina, y crean objetos comercialmente viables que pueden tener tamaños por debajo de 20 micras -menos de un cuarto de la anchura de una hoja de papel-.

Joseph M. DeSimone, profesor de química de la Universidad de Carolina del Norte (UNC) en Chapel Hill y de ingeniería química en la Estatal de Carolina del Norte, es actualmente director general de Carbon3D, donde co-inventó el método con sus colegas Alex Ermoshkin, director de tecnología de Carbon3D, y Edward T. Samulski, también profesor de química en la UNC.

"Al repensar todo el enfoque de la impresión en 3D, y la química y la física que hay detrás del proceso, hemos desarrollado una nueva tecnología que puede crear piezas de forma radicalmente más rápida que las tecnologías tradicionales, básicamente cultivándolas en un recipiente de líquido", explica en la información de la UNC DeSimone, quien hizo pública la tecnología en una charla TED, este pasado lunes, en la sesión de apertura de su congreso anual en Vancouver (Canadá).

Avances

Por medio un acuerdo de investigación entre la UNC-Chapel Hill y Carbon3D, el equipo está buscando desarrollar avances en la tecnología, así como nuevos materiales que sean compatibles con él. CLIP permite usar una amplia gama de materiales para hacer piezas en 3D con propiedades novedosas, incluyendo elastómeros, siliconas, materiales similares al nylon, cerámica y materiales biodegradables.

"Además de la utilización de nuevos materiales, CLIP puede permitirnos hacer objetos más fuertes con geometrías únicas que otras técnicas no pueden lograr", asegura DeSimone. "Dado que CLIP facilita la fabricación de objetos poliméricos en 3D en cuestión de minutos en lugar de horas o días, no sería imposible en los próximos años desarrollar estents, implantes o prótesis dentales personalizados, impresos en 3D a la carta en un entorno médico."

El estreno de CLIP coincide con la designación de 2015 por parte de las Naciones Unidas como Año Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en la Luz, que conmemora aniversarios importantes de avances científicos desarrollados con la luz.

Referencia bibliográfica:

J. R. Tumbleston, D. Shirvanyants, N. Ermoshkin, R. Janusziewicz, A. R. Johnson, D. Kelly, K. Chen, R. Pinschmidt, J. P. Rolland, A. Ermoshkin, E. T. Samulski, J. M. DeSimone: Continuous liquid interface production of 3D objects. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aaa2397.