En el mundo de la fabricación aditiva, un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) ha dado un paso significativo hacia la creación de materiales más sólidos y versátiles. Su nuevo enfoque, basado en la impresión 3D con hidrogeles, permite producir estructuras metálicas y cerámicas con una densidad y resistencia inéditas hasta ahora en este tipo de procesos.
Este método se basa en la fotopolimerización en cuba, una técnica conocida por moldear polímeros con luz, pero que hasta ahora tenía aplicaciones limitadas por la debilidad de los materiales resultantes. El grupo liderado por Daryl Yee, desde el laboratorio ALCHEMY de la Escuela de Ingeniería de la EPFL, superó esta limitante implementando un hidrogel simple, al que posteriormente se infunden sales metálicas. Este procedimiento genera nanopartículas metálicas que refuerzan la estructura sin comprometer su forma original.
El hidrogel que permite estructuras densas sin deformaciones
Una de las principales ventajas de este proceso es su capacidad para evitar la contracción excesiva de las piezas durante el tratamiento térmico. Frente a técnicas tradicionales, que pueden generar hasta un 90 % de reducción de volumen, este nuevo método reduce esa cifra a apenas un 20 %, manteniendo así la integridad geométrica del diseño.
Los investigadores han demostrado su eficacia en estructuras como los giroides, geometrías especialmente útiles en aplicaciones donde se requiere una combinación de ligereza, porosidad y robustez.
Impresión 3D que decide el material después
Una de las características principales del proceso es que la selección del material no ocurre al principio, sino después de la impresión. Debido a ello, el hidrogel puede transformarse en múltiples combinaciones metálicas o cerámicas, lo que abre la puerta a diseños multifuncionales sin necesidad de rehacer el modelo base.
Entre sus beneficios, está su accesibilidad y de bajo costo, dos atributos ideales para sectores como el biomédico, el energético y el de sensores avanzados. Por ejemplo, los catalizadores metálicos con gran área superficial, fundamentales para procesos electroquímicos, podrían fabricarse con esta tecnología de manera más eficiente y personalizada.
Perspectivas futuras hacia la automatización industrial
El equipo de la EPFL reconoce que el proceso actual exige varios ciclos de infusión que prolongan los tiempos de fabricación. No obstante, ya trabajan en una versión automatizada del sistema, con robots encargados de gestionar las etapas repetitivas y garantizar la precisión de cada paso.
Con este avance, la impresión 3D dejaría sus limitaciones y se convertiría en una herramienta adaptable a las necesidades funcionales de cada proyecto. Un concepto que promete cambiar la forma en que se diseñan los componentes avanzados del futuro.
