Gran avance del MIT, logran imprimir en 3D electroimanes para dispositivos electrónicos

Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) han logrado un avance que podría transformar la producción de dispositivos electrónicos. Gracias a la impresión 3D, los investigadores han conseguido imprimir electroimanes, lo que marca un progreso en la fabricación de productos electrónicos. Se trata de solenoides, los cuales consisten en una bobina de alambre enrollada alrededor de un núcleo magnético, estos son un componente esencial en diversas aplicaciones electrónicas, desde dispositivos médicos como las máquinas de diálisis y los respiradores hasta electrodomésticos como lavadoras y lavavajillas. Tradicionalmente, la fabricación de solenoides ha requerido técnicas complejas.

En la actualidad, el desarrollo de dispositivos electrónicos fabricados íntegramente en 3D plantea retos considerables. Sin embargo, las investigaciones actuales muestran avances hacia técnicas de producción más económicas y que generan menos residuos. Estas mejoras podrían ser útiles en numerosos campos, quizá incluso más allá de nuestro planeta.

¿Cómo se han fabricado los electroimanes 3D?

La fabricación habitual de solenoides implica un ensamblaje complejo de distintos materiales, lo que a menudo limita el tamaño y la forma de las piezas. Sin embargo, el uso de la impresión 3D ofrece la posibilidad de superar estas limitaciones. Investigadores del MIT, dirigidos por Luis Fernando Velásquez-García, han resuelto los problemas asociados a la compatibilidad de materiales adaptando su impresora 3D multimaterial para superponer tres materiales distintos: un material dieléctrico que sirve de aislante, un material conductor que forma la bobina eléctrica y un material magnético blando que constituye el núcleo. Esta aplicación permitió crear solenoides compactos de una sola pieza, eliminando así el riesgo de errores de montaje.

Durante los experimentos, los investigadores consiguieron imprimir un electroimán con ocho capas de bobinado, en el que el alambre estaba dispuesto en espiral. Al modificar la impresora de este modo, consiguieron producir solenoides más compactos y eficientes. Los resultados demostraron que un electroimán de 25 mm de diámetro, fabricado mediante impresión 3D, puedo soportar el doble de corriente eléctrica y generar un campo magnético tres veces más potente que su equivalente fabricado de manera convencional.

A pesar de la inversión inicial en equipos personalizados, el uso de electroimanes impresos en 3D ofrece ventajas económicas frente a los métodos de fabricación convencionales. Este avance podría revolucionar los procesos de fabricación al minimizar los residuos y mejorar la accesibilidad a equipos médicos esenciales, como las máquinas de diálisis, especialmente en zonas remotas. Los beneficios potenciales de esta tecnología no se limitan a nuestro planeta, sino que abren perspectivas interesantes también para la exploración espacial.

La posibilidad de fabricar piezas electrónicas de repuesto mediante impresión 3D podría reducir los costes y los plazos de entrega, ofreciendo una solución sostenible para las misiones espaciales a largo plazo. Luis Fernando Velásquez-García, del MIT, explica: «Además de abaratar la electrónica en la Tierra, este material de impresión podría ser especialmente útil en la exploración espacial. Por ejemplo, en lugar de enviar piezas electrónicas de repuesto a una base en Marte, lo que podría llevar años y costar millones de dólares, podríamos enviar una señal con archivos para la impresora 3D».

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*Créditos de todas las fotos: Instituto de Tecnología de Massachusetts.