Un nuevo método de impresión 3D fabrica dos materiales a partir de una resina

Es capaz de crear simultáneamente objetos sólidos y soportes estructurales disolubles, dependiendo del tipo de luz a la que se exponga la resina. Este método podría aumentar las aplicaciones de los objetos impresos en 3D.

La fotopolimerización de Vat es conocida por su impresión rápida y de alta resolución, pero una de las partes más envueltas después de la impresión es la eliminación manual de soportes para estructuras interconectadas y salientes, dice Maxim Shusteff, uno de los autores correspondientes del estudio. Estamos muy emocionados de poder utilizar la química simple para resolver este problema.

 

La polimerización de Vat produce objetos 3D sólidos después de haces de luz brillan en resinas líquidas fotorreactivas. Este método de impresión 3D es típicamente rápido y barato. Sin embargo, los elementos intrincados creados con polimerización de vat generalmente requieren soportes como andamios temporales, que se unen cuando el objeto original se sumerge en un segundo lote de resina. Este segundo paso añade tiempo y gasto al proceso debido a la resina adicional y el esfuerzo adicional requerido para eliminar los soportes temporales. Shusteff, Sijia Huang y colegas han desarrollado un método de polimerización de una sola olla mediante la formulación de una sola resina que endurece en materiales permanentes y disueltos cuando se exponen a la luz UV y visible, respectivamente. También crearon una impresora 3D especial que emite ambos tipos de luz, permitiendo a los investigadores imprimir un objeto y sus soportes simultáneamente.

 

Los investigadores mezclaron diferentes componentes, incluyendo acrilate/metocrila y monómeros epoxi, así como sustancias fotorreactivas que absorben la luz visible y UV, para crear su resina de una sola olla. Durante las pruebas iniciales con la sustancia fotorreactiva, observaron que bajo luz visible el monomersulado de acrilato se solidificó y formó materiales de soporte disueltos y a base de anhídrido. Bajo la luz UV, pero no visible, los monómeros epoxi se endurecían en la porción permanente del objeto. Para disolver el material de soporte, los investigadores añadieron los objetos a una solución de hidróxido de sodio a temperatura ambiente, y el objeto permanente fue revelado en 15 minutos. Es importante destacar que los andamios a base de anhídrido se degradaron en compuestos no tóxicos.

En posteriores demostraciones del nuevo enfoque, el equipo de Shusteff y Huangs crearon estructuras cada vez más complejas: un patrón de tablero de ajedrez, un cruce, anillos entrelazados, una pelota en una jaula, y dos bolas en una hélice.

 

Los autores reconocen la financiación de Estados Unidos. Departamento de Energía, la Beca de Posgrado de Investigación de Laboratorios de la Universidad de California, y la Beca Postdoctoral Lawrence en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

 

Fuente e imagen: https://www.acs.org

 

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