La mayor parte de las impresoras 3D comerciales que se basan en extrusión pueden fabricar los objetos con solo un material a la vez. Cuando intentan usar materiales y colores múltiples, el proceso se ralentiza. Investigadores pertenecientes al Harvard Wyss Institute for Biological Inspired Engineering y John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) desarrollaron una técnica nueva denominada impresión 3D multimaterial multinozzle (MM3D). Según estos investigadores, la nueva técnica logra que un solo cabezal de la impresión haga el cambio entre múltiples materiales que son diferentes. Hasta en 50 veces por segundo. ¿Cuál es el aporte de esta impresora 3D con sus múltiples boquillas a la industria de la fabricación aditiva?
Esta técnica usa válvulas de presión de alta velocidad
Esto le va a permitir alcanzar una conmutación continua, rápida y sin interrupciones. Podría cambiar hasta 50 veces por segundo. Igual, el cabezal de la impresión podría cambiar entre 8 diferentes materiales de impresión. Los investigadores indicaron que el cabezal de impresión desarrollado podría variar partiendo de una sola boquilla hasta matrices grandes de boquillas múltiples. Estas se imprimieron en 3D para poder personalizarlas.
El coautor es Mark Skylar-Scott. Es Doctor e Investigador asociado en el Instituto Wyss. Él fue quien desarrolló los beneficios de esta novedosa técnica:
“Al imprimir un objeto usando una impresora 3D convencional basada en extrusión, el tiempo requerido para imprimirlo se escala cúbicamente con la longitud del objeto, porque la boquilla de impresión tiene moverse en tres dimensiones en lugar de solo una. La combinación de matrices de múltiples boquillas de MM3D con la capacidad de cambiar entre múltiples tintas elimina de manera efectiva el tiempo perdido al cambiar los cabezales de impresión y ayuda a reducir la ley de escala de cúbica a lineal, para que pueda imprimir objetos 3D periódicos multimateriales mucho más rápidamente”.
La impresora 3D con múltiples boquillas permite nuevas aplicaciones
Dentro del cabezal de la impresión, diversidad de canales de tinta se unifican en una sola boquilla de salida. Los investigadores han calculado con exactitud la forma de la boquilla, la presión para la impresión y la viscosidad de la tinta suficientes para que cuando la presión sea aplicada a uno de los brazos de la unión (como vemos en la imagen) la tinta que circula hacia abajo por ese brazo no causa la estática tinta en el otro brazo, fluye hacia atrás. Todo esto impide que las tintas se liguen. También, la longitud correspondiente a los canales de la impresión puede ajustarse para garantizar que los materiales de distintas viscosidades fluyan a igual ritmo.
En cuanto a aplicaciones, esta técnica de la impresión usa materiales reactivos como siliconas, epoxis y bioenlaces. Su coautor, Jochen Mueller, Doctor, quien es Investigador del Instituto Wyss y SEAS, señala: “También se pueden integrar fácilmente materiales con propiedades dispares para crear arquitecturas tipo origami o robots blandos que contienen elementos rígidos y flexibles. El equipo de investigadores también experimentó con su técnica imprimiendo en 3D un robot blando compuesto de elastómeros rígidos y blandos en un patrón tipo cienpiés. Gracias a los canales neumáticos incrustados, el robot podía moverse, a casi media pulgada por segundo, mientras transportaba una carga ocho veces su propio peso, y podía conectarse a otros robots para transportar cargas más pesadas».
El Director Fundador de Wyss Donald Ingber, indica: «La impresión 3D está revolucionando la industria manufacturera al permitir que las personas creen sin la necesidad de maquinaria costosa y materias primas, y este nuevo avance promete mejorar dramáticamente el ritmo de innovación en esta área emocionante».
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