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Impresión 3D rápida, de gran volumen y controlada térmicamente mediante una interfaz líquida móvil

David A Walker1,2, James L Hedrick2,3, Chad A Mirkin4,2,3

  • 1Department of Chemistry, Northwestern University, Evanston, IL 60208, USA.

Science (New York, N.Y.)
|October 19, 2019
PubMed
Resumen

Este estudio introduce un nuevo método de impresión 3D que utiliza una interfaz líquida móvil para una fabricación más rápida y continua de componentes de polímero. Este enfoque supera las limitaciones de los métodos tradicionales, permitiendo la impresión rápida de diversos materiales.

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Área de la Ciencia:

  • Fabricación aditiva
  • Ciencias de los materiales
  • Química de los polímeros

Sus antecedentes:

  • La estereolitografía tradicional se enfrenta a limitaciones en la velocidad de impresión y la compatibilidad del material debido a las fuerzas adhesivas y las limitaciones térmicas.
  • Los métodos existentes a menudo luchan con procesos de fabricación continuos, especialmente para diversos precursores de polímeros.

Objetivo del estudio:

  • Desarrollar un nuevo enfoque estereolitográfico de impresión tridimensional para mejorar la velocidad de fabricación y la versatilidad del material.
  • Para superar las limitaciones de fuerza adhesiva y las restricciones térmicas inherentes a las técnicas de impresión 3D convencionales.

Principales métodos:

  • Utilizó una interfaz líquida móvil, específicamente un aceite fluorado, para minimizar la adhesión entre la interfaz de impresión y el objeto fabricado.
  • Implementó un mecanismo de enfriamiento continuo en toda la zona de impresión facilitado por el aceite que fluye, eliminando las limitaciones térmicas.

Principales resultados:

  • Se han conseguido velocidades de impresión verticales continuas superiores a 430 mm por hora.
  • Demostró un rendimiento volumétrico de 100 litros por hora.
  • Estructuras de prueba de concepto impresas con éxito utilizando plásticos duros, precursores cerámicos y elastómeros.

Conclusiones:

  • El enfoque de estereolitografía de interfaz líquida móvil permite una impresión 3D significativamente más rápida y continua.
  • Este método es versátil y permite una amplia gama de precursores poliméricos y tipos de materiales.
  • La técnica elimina las restricciones de tamaño relacionadas con el manejo térmico, allanando el camino para la fabricación aditiva a gran escala.