Nueva técnica de impresión 3D holográfica puede crear objetos en segundos


Varios equipos de investigación desarrollaron un nuevo tipo de fabricación aditiva utilizando rayos láser y resina.

La impresión 3D es una de las formas más populares de construir ideas únicas entre investigadores e ingenieros. El proceso amplía las posibilidades de lo que un equipo puede crear al eliminar las limitaciones tradicionales. Sin embargo, una de las desventajas más mencionadas de la impresión 3D es que consume mucho tiempo. Dependiendo del tamaño y la complejidad de un diseño, una sola parte puede tomar horas o incluso días para imprimir por completo.

Un equipo de investigación está tratando de reducir el tiempo de espera para los proyectos mediante el uso de representaciones similares a hologramas. Un grupo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore unió fuerzas con un equipo de UC Berkeley, la Universidad de Rochester y el MIT para crear la estrategia de impresión 3D súper rápida. En pocas palabras, tres rayos láser se superponen para definir la geometría de un objeto desde tres direcciones diferentes. Eso crea una imagen 3D suspendida en una cuba de resina fotosensible.

Luego, una luz láser permanece encendida por el tiempo suficiente para curar la forma. El exceso de resina se drena y lo que queda es una forma 3D completamente formada.

“El hecho de que pueda hacer piezas totalmente en 3D, todo en un solo paso, realmente supera un problema importante en la fabricación aditiva”, dice el investigador de LLNL Maxim Shusteff. “Estamos tratando de imprimir una forma 3D al mismo tiempo. El objetivo real de este trabajo era preguntar: ‘¿Podemos hacer formas 3D arbitrarias de una vez, en lugar de juntar las partes gradualmente, capa por capa?’ Resulta que podemos “.

Los investigadores concluyeron que el proceso es considerablemente más rápido que otros métodos de impresión basados ​​en polímeros, y es más rápido que casi todos los demás métodos de fabricación aditiva utilizados en las fábricas.

“Es una demostración de lo que puede ser la próxima generación de fabricación aditiva”, dice el ingeniero de LLNL Chris Spadaccini . “La mayoría de las tecnologías de impresión 3D y fabricación aditiva consisten en una operación de unidad unidimensional o bidimensional. Esto mueve la fabricación a una operación completamente en 3D, lo que no se ha hecho antes. El impacto potencial en el rendimiento podría ser enorme y si se puede hazlo bien, aún puedes tener mucha complejidad “.

Hasta ahora, el equipo ha impreso planos, puntales y vigas, todo en ángulos complejos y con curvaturas únicas. Shusteff destacó que, si bien la impresión 3D convencional no puede abarcar estructuras que pueden ceder sin soporte, la impresión volumétrica puede producir superficies curvas sin artefactos en capas.

“Esta podría ser la única forma de hacer AM que no requiere capas”, dijo Shusteff. “Si puedes alejarte de las capas, tienes la posibilidad de deshacerte de las crestas y las propiedades direccionales. Dado que todas las características de las piezas se forman al mismo tiempo, no tienen problemas de superficie”.

El equipo admite que el proyecto tiene sus limitaciones. Debido a las ubicaciones del haz, existen ciertas restricciones de complejidad sobre cuán detalladas pueden llegar las vigas. También es necesario mejorar con respecto a la resina para diseñar mejor las estructuras.

“Si dejas encendida la luz demasiado tiempo, comenzará a curar en todas partes, por lo que hay un juego de cronometraje”, dijo Spadaccini. “Gran parte de la ciencia y la ingeniería es calcular cuánto tiempo puede mantenerse y con qué intensidad, y cómo se acopla con la química”.

Los investigadores esperan que este nuevo tipo de impresión ayude a otros innovadores a aplicar diferentes materiales.

“Espero que lo que esto haga sea inspirar a otros investigadores a encontrar otras formas de hacer esto con otros materiales”, dijo Shusteff. “Sería un cambio de paradigma”.

Vía |interestingengineering

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