Los hologramas podrían mejorar el proceso de fabricación aditiva de metal

Los investigadores de la Universidad de Cambridge acaban de comenzar un programa de investigación de tres años para acelerar la fabricación aditiva de piezas metálicas mediante hologramas generados por ordenador. Este proceso fotográfico permite restaurar el relieve de los objetos mediante la interferencia de dos rayos láser. Sería capaz no solo de mejorar la calidad de las piezas impresas, sino también de controlar más eficazmente el polvo metálico durante el proceso de impresión. Recuerda que es difícil de manejar e implica una serie de requisitos previos. Por lo tanto, el programa de investigación podría favorecer la adopción de la fabricación aditiva de metal y eliminar un máximo de limitaciones técnicas que se encuentran hoy en día gracias a los hologramas.

Si bien la impresión 3D de metal crece cada año, el hecho es que sigue siendo un proceso técnico, costoso y relativamente engorroso de configurar. En la Universidad de Cambridge, el profesor Tim Wilkinson y su equipo buscan superar los desafíos de la fusión láser de lecho de polvo mediante holografía generada por ordenador. Peter Christoper, estudiante de doctorado en ingeniería de ultra precisión, explica: “La impresión 3D se está volviendo más popular hoy en día. Durante la pandemia de COVID-19, por ejemplo, vimos a miles de científicos, ingenieros, investigadores y profesionales de la salud imprimir piezas del ventilador en 3D en solo unas pocas horas, cuando los enfoques tradicionales habrían tomado meses o años para poner en su lugar. La impresión 3D de metal fue más lenta de configurar, en parte debido a los altos costes, la dificultad de uso y los desafíos técnicos. Pero hoy está comenzando a usarse para pequeños lotes de partes complejas”.

Mejor distribución térmica gracias a los hologramas

Somos conscientes de que el proceso de fusión por láser se basa en el uso de un láser que funde el polvo, emitiendo calor intenso, antes de agregar la siguiente capa de material para producir sucesivamente la parte deseada. Sin embargo, controlar esta energía térmica es difícil, lo que puede causar distorsiones de la pieza y otras limitaciones. Gracias a la holografía, la energía podría distribuirse en tres dimensiones al depender de la difracción óptica. Por lo tanto, el holograma crearía varios haces de luz al mismo tiempo. El proceso de fusión se puede monitorear en tiempo real y el holograma se puede volver a calcular para controlar la forma y la calidad del proceso de fusión. El equipo explica que el objetivo final es mejorar la velocidad de impresión y eliminar las limitaciones técnicas que se encuentran hoy en día.

Peter agrega: “Gracias a nuestra técnica holográfica, podemos usar varios haces de luz al mismo tiempo para construir una estructura de una manera más tridimensional, y podemos controlar la dirección en la que viaja la luz. Esto nos permite controlar mejor cualquier imperfección. También esperamos que se produzca una nueva generación de pantallas de cristal líquido como resultado de esta investigación, diseñada específicamente para la iluminación láser de alta potencia en procesos de fabricación aditiva”. 

Puedes encontrar más información sobre este proyecto de investigación AQUÍ.

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