Una impresora 3D multimaterial para producir dispositivos electrónicos complejos

Investigadores del MIT han presentado recientemente una nueva plataforma de impresión 3D. ¿Qué tiene de especial? Es multimaterial y permite fabricar máquinas eléctricas en un solo paso. Gracias a 4 cabezales fácilmente intercambiables, la máquina puede depositar materiales conductores, ya sean filamentos, pellets o tinta.

Las impresoras 3D multimaterial ya existen, direéis. Y tenéis razón, cada vez hay más en el mercado y multiplican las posibilidades de fabricación. Las soluciones híbridas se suman a esta idea y la combinación de la impresión 3D con la fabricación más tradicional (por ejemplo, el mecanizado) está empezando a abrirse paso.

En este caso, los investigadores del MIT han querido centrarse en un tipo de aplicación concreto. Se trata de permitir la producción muy rápida de motores para máquinas automatizadas. Cuando estos son defectuosos y provocan la avería de la máquina, las consecuencias suelen ser graves. Encontrar la pieza de recambio adecuada es entonces fundamental. Si se pudiera fabricar directamente in situ, en función de las necesidades, los beneficios serían importantes.

Funcionamiento de la impresora 3D multimaterial del MIT

Es en este contexto donde entra en juego esta nueva plataforma de impresión 3D. Se basa en una solución de extrusión ya existente, pero «revisada». En concreto, los investigadores han añadido cuatro extrusores para que cada uno pueda gestionar un tipo de material, independientemente de su forma. Es fácil imaginar las dificultades técnicas que esto supone.

Por ejemplo, para tratar un material eléctricamente conductor, es necesario controlar la fuente de calor que lo endurece, ya que, de lo contrario, la degradación es demasiado importante. Por otra parte, estos materiales suelen presentarse en forma de tintas que no se depositan con las mismas características que un filamento o pellets. Luis Fernando Velásquez-García, investigador principal del departamento de tecnología de microsistemas del MIT, precisa:

Los retos técnicos eran considerables. Teníamos que encontrar la manera de combinar de forma transparente varias formas diferentes de un mismo método de impresión, la extrusión, en una única plataforma.

Para superar estos retos, los investigadores utilizaron sensores para verificar que cada boquilla siguiera un movimiento preciso y predecible. El objetivo es garantizar la alineación perfecta de cada capa.

Las diferentes herramientas que se integran en la máquina (créditos de la foto: MIT).

Un inicio prometedor

El equipo afirma que ha logrado producir un motor eléctrico lineal con 5 materiales en solo tres horas. Solo fue necesario un paso de postratamiento para ponerlo en marcha (magnetización de los materiales). El motor podría generar un movimiento rectilíneo y sería más eficiente que un motor convencional. ¡El coste total de los materiales por dispositivo sería de solo 50 céntimos! Luis Fernando Velásquez-García añade:

Es un gran logro, pero solo es el principio. Tenemos la oportunidad de cambiar radicalmente la forma en que se fabrican las cosas, produciendo materiales in situ en un solo paso, en lugar de depender de una cadena de suministro global. Con esta demostración, hemos demostrado que es factible.

A largo plazo, los investigadores del MIT desean integrar la etapa de magnetización directamente en el proceso de impresión y añadir otras herramientas a su plataforma para ir aún más lejos en términos de aplicaciones. El objetivo es realmente permitir la fabricación monolítica de dispositivos electrónicos muy complejos. Mientras esperamos estos avances, puedes consultar el comunicado oficial AQUÍ.

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*Créditos de la foto de portada: el equipo de investigadores del MIT.