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La nueva técnica de impresión 3D holográfica puede crear objetos en segundos


La impresión 3D es una de las formas más populares de construir y 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 de la impresión 3D que se mencionan más constantemente es que consume mucho tiempo. Según el tamaño y la complejidad de un diseño, una sola pieza puede tardar horas o incluso días en imprimirse por completo.

Un equipo de investigación está tratando de reducir el tiempo de espera de 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 ultrarrápida. 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 tina de resina fotosensible.

Luego, una luz láser permanece encendida 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 completamente en 3D en un solo paso realmente supera un problema importante en la fabricación aditiva", dice el investigador de LLNL Maxim Shusteff. "Estamos intentando imprimir una forma 3D al mismo tiempo. El objetivo real de este artículo era preguntar: '¿Podemos hacer formas 3D arbitrarias todas a la 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 unitaria unidimensional o bidimensional. Esto mueve la fabricación a una operación completamente 3D, algo que no se ha hecho antes. El impacto potencial en el rendimiento podría ser enorme y si se puede si lo haces 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 señaló que, si bien la impresión 3D convencional no puede abarcar estructuras que podrían combarse sin soporte, la impresión volumétrica puede producir superficies curvas sin artefactos de capas.

"Esta podría ser la única forma de hacer AM que no requiera capas".

"Esta podría ser la única forma de hacer AM que no requiera capas", dijo Shusteff. "Si puede alejarse de las capas, tiene la oportunidad de deshacerse de las crestas y las propiedades direccionales. Debido a que todas las características dentro de las piezas se forman al mismo tiempo, no tienen problemas de superficie".

El equipo admite que el proyecto tiene sus limitaciones. Debido a la ubicación de las vigas, existen ciertas restricciones de complejidad en cuanto al nivel de detalle de las vigas. También es necesario realizar mejoras con respecto a la resina con el fin de elaborar mejor las estructuras.

"Si dejas la luz encendida demasiado tiempo, empezará a curar en todas partes, así que hay un juego de tiempo", dijo Spadaccini. "Gran parte de la ciencia y la ingeniería consiste en averiguar cuánto tiempo se puede mantener y con qué intensidad, y cómo se combina con la química".

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

"Espero que esto inspire a otros investigadores a encontrar otras formas de hacer esto con otros materiales", dijo Shusteff. "Sería un cambio de paradigma".


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