{"id":76444,"date":"2024-07-12T00:00:47","date_gmt":"2024-07-11T22:00:47","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/?p=76444"},"modified":"2024-07-22T16:42:41","modified_gmt":"2024-07-22T14:42:41","slug":"mejores-proyectos-impreison-4d-120720242","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/es\/mejores-proyectos-impreison-4d-120720242\/","title":{"rendered":"Los mejores proyectos de impresi\u00f3n 4D"},"content":{"rendered":"

\u00bfHas o\u00eddo hablar de la impresi\u00f3n 4D? Partiendo de la impresi\u00f3n 3D convencional, la impresi\u00f3n 4D incorpora otra dimensi\u00f3n: el tiempo. Esto significa que el objeto final no permanece est\u00e1tico, sino que es capaz de cambiar de forma, color o tama\u00f1o tras recibir un est\u00edmulo externo. Introducida en 2013, los or\u00edgenes de la impresi\u00f3n 4D<\/a> se remontan a Sklyar Tibbs, del Self-Assembly Lab del MIT, quien sigue siendo uno de los expertos m\u00e1s activos en proyectos hoy en d\u00eda, aunque desde entonces el campo haya recorrido un largo camino. Pero, \u00bfqu\u00e9 proyectos existen? En nuestro \u00faltimo listado, hemos analizado m\u00e1s de cerca distintos ejemplos de \u00e9xito de impresi\u00f3n 4D que pueden encontrarse en el sector, incluidas aplicaciones y materiales.<\/p>\n

Mizzou Engineering desarrolla un implante fabricado con material inteligente<\/h3>\n

Un equipo de investigadores de Mizzou Engineering ha logrado desarrollar un implante m\u00e9dico mediante impresi\u00f3n 4D en el marco de un estudio publicado a principios de este a\u00f1o. El implante es totalmente personalizable y, adem\u00e1s, favorece la regeneraci\u00f3n de tejidos blandos gracias a la composici\u00f3n de su material. Seg\u00fan los cient\u00edficos, la impresi\u00f3n 4D del implante fue el factor decisivo para una opci\u00f3n de tratamiento personalizado. La impresi\u00f3n 4D combina la tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n 3D y materiales inteligentes que pueden adaptar sus funciones en determinados contextos. En este caso, se utiliz\u00f3 un elast\u00f3mero biorreabsorbible con memoria de forma. Esto permiti\u00f3 abordar las dolencias del paciente e identificar un tratamiento \u00f3ptimo: \u00abDise\u00f1amos un modelo in vitro del paciente y lo implantamos intravascularmente en un coraz\u00f3n impreso en 3D del paciente para mostrar una prueba de concepto de c\u00f3mo podr\u00eda utilizarse el material para este problema\u00bb<\/em>, explica Alireza Mahjoubnia, estudiante de doctorado en ingenier\u00eda mec\u00e1nica. \u00abEl material puede cambiar su comportamiento en funci\u00f3n de las condiciones fisiol\u00f3gicas. Programamos su forma para que encajara a trav\u00e9s de un cat\u00e9ter, y despu\u00e9s de entrar en la orejuela izquierda del coraz\u00f3n, puede recuperar su forma y volver a su forma original, mostrando un comportamiento de memoria de forma.\u00bb<\/em><\/p>\n

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Cr\u00e9ditos: University of Missouri<\/p><\/div>\n

Impresi\u00f3n 4D para la regeneraci\u00f3n \u00f3sea<\/h3>\n

En China, un grupo de investigadores estudi\u00f3 la posibilidad de crear andamios biopiezoel\u00e9ctricos 4D inteligentes para la regeneraci\u00f3n \u00f3sea. La piezoelectricidad de los huesos humanos es un factor clave en la regeneraci\u00f3n \u00f3sea. Por ello, los materiales biopiezoel\u00e9ctricos han suscitado gran inter\u00e9s en la reparaci\u00f3n del hueso da\u00f1ado. Sin embargo, las estrategias de fabricaci\u00f3n tradicionales siguen encontrando limitaciones a la hora de crear andamios personalizados, lo que dificulta sus aplicaciones cl\u00ednicas. Por ello, los investigadores estudiaron los usos de la impresi\u00f3n 3D y 4D para la fabricaci\u00f3n de andamios biopiezoel\u00e9ctricos en estructuras de formas m\u00e1s complejas.<\/p>

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En concreto, los andamios 4D pueden proporcionar tejido programable en funci\u00f3n del tiempo en respuesta a est\u00edmulos externos para la regeneraci\u00f3n \u00f3sea. Estos implantes inteligentes cambian de forma, propiedades y funcionalidad en la ingenier\u00eda del tejido \u00f3seo, por lo que podr\u00edan utilizarse como implantes de pr\u00f3xima generaci\u00f3n.<\/p>\n

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Materiales piezoel\u00e9ctricos, procesos de impresi\u00f3n y aplicaciones potenciales para implantes 4D. (Cr\u00e9ditos: Annan Chen et al 2023 Int. J. Extrem. Manuf.)<\/p><\/div>\n

Dispositivos 4D que imitan el mecanismo de las plantas<\/h3>\n

La siguiente aplicaci\u00f3n de la impresi\u00f3n 4D nos viene de un grupo de investigadores del Instituto Wyss y de la Escuela de Ingenier\u00eda y Ciencias Aplicadas, ambas instituciones de la Universidad de Harvard. El equipo ha encontrado una forma de imitar los cambios din\u00e1micos de las plantas y flores en respuesta a la humedad y temperatura utilizando compuestos de hidrogel impresos en 4D. Para lograrlo, desarrollaron una tinta de fibrillas alineadas de celulosa derivadas de la madera y configuradas acorde al modelo matem\u00e1tico de la impresi\u00f3n 4D. Esta tinta codifica propiedades de expansi\u00f3n y rigidez permitiendo la programaci\u00f3n de comportamientos de dilataci\u00f3n cuando las impresiones se sumergen en agua. De igual forma, se pueden usar diferentes materiales de hidrogel y reemplazar las fibrillas de celulosa con otros rellenos, como los conductores. Entre las aplicaciones con este material podemos encontrar dispositivos m\u00e9dicos que adoptan formas programadas al contacto con fluidos corporales; textiles inteligentes; electr\u00f3nica blanda; sensores; y actuadores el\u00e9ctricos.<\/p>\n

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*Cr\u00e9ditos: Wyss Institute<\/p><\/div>\n

Tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n 4D para la rob\u00f3tica<\/h3>\n

Los investigadores Liwen Zhang y Ruirui Quiao, de la Universidad de Queensland, han desarrollado una tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n 4D que produce metales l\u00edquidos para rob\u00f3tica que cambian de forma al ser expuestos a luz infrarroja. Los pol\u00edmeros met\u00e1licos, que pueden realizar tareas mec\u00e1nicas mediante l\u00e1seres infrarrojos, se encuentran actualmente en fase de investigaci\u00f3n, pero ofrecen potencial para aplicaciones aeroespaciales y m\u00e9dicas, por ejemplo en la producci\u00f3n de m\u00fasculos artificiales. Las resinas de impresi\u00f3n se fabrican con nanopart\u00edculas met\u00e1licas redondas que reaccionan a la luz infrarroja. Esto permite controlarlas y moverlas. Los nuevos m\u00e9todos de fabricaci\u00f3n del laboratorio permiten crear dise\u00f1os flexibles y resistentes a la vez. El Dr. Zhang subraya: \u00abLa impresi\u00f3n 4D a\u00f1ade una nueva dimensi\u00f3n a la impresi\u00f3n 3D tradicional: la dimensi\u00f3n del tiempo. Nuestro m\u00e9todo nos permite producir metales l\u00edquidos inteligentes que pueden personalizarse, moldearse y modificarse con el tiempo sin necesidad de cables ni circuitos.\u00bb<\/em> La tecnolog\u00eda tambi\u00e9n se utilizar\u00e1 en rob\u00f3tica blanda y tecnolog\u00edas afines para imitar movimientos e interacciones naturales.<\/p>\n

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La estructura 4D puesta en movimiento por la luz infrarroja cercana. (Cr\u00e9ditos: Instituto Australiano de Bioingenier\u00eda y Nanotecnolog\u00eda de la Universidad de Queensland)<\/p><\/div>\n

Impresi\u00f3n 4D para viajes espaciales<\/h3>\n

Zortrax, fabricante de impresoras 3D, trabaj\u00f3 durante m\u00e1s de un a\u00f1o en un proyecto de impresi\u00f3n 4D financiado por la Agencia Espacial Europea para desarrollar mecanismos el\u00e9ctricos mediante impresi\u00f3n 3D que permitieran doblarse, retorcerse y desplegarse. Ya en 2013 se investigaron estructuras insertables en 4D que se movieran al calentarse. Sin embargo, el proyecto presentaba muchas dificultades, ya que el proceso era dif\u00edcil de controlar y se activaba a 40\u00b0C. Este problema se ha resuelto ahora utilizando nuevos materiales, software e impresoras 3D. Los materiales utilizados fueron pol\u00edmeros con memoria de forma, que tienen una temperatura de transici\u00f3n v\u00edtrea de 75 \u00b0C, y el filamento conductor de electricidad FIBERFORCE NYLFORCE Conductive, que act\u00faa como calentador y activa el efecto de memoria de forma. Este proceso describe la capacidad de ciertos materiales de volver a su forma original tras ser deformados. Tambi\u00e9n se eligi\u00f3 el software Z-SUITE y la impresora 3D de doble extrusi\u00f3n M300 Dual, que utiliza un proceso de impresi\u00f3n 3D bimaterial y puede imprimir con dos cabezales de impresi\u00f3n simult\u00e1neamente. El dise\u00f1o tiene forma de muelle para generar la torsi\u00f3n suficiente para permitir que el chasis impreso en 3D gire sin fricci\u00f3n. Este avance ofrece un gran potencial en los viajes espaciales, ya que podr\u00eda reducir el peso de antenas o sensores y el proceso tambi\u00e9n puede aplicarse a mecanismos de mayor tama\u00f1o. El proyecto se encuentra a\u00fan en fase de investigaci\u00f3n.<\/p>\n

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Muestras de la tecnolog\u00eda de impresi\u00f3n 4D. (Imagen: Zortrax)<\/p><\/div>\n

El robot I-Seed<\/h3>\n

Investigadores del Instituto Italiano de Tecnolog\u00eda (ITT) han creado el robot blando I-Seed<\/a> mediante impresi\u00f3n 4D. Este robot, inspirado en las semillas de las plantas, es capaz de analizar y controlar la temperatura y la humedad del suelo y del aire, as\u00ed como detectar la presencia de contaminantes. En concreto, I-Seed se construy\u00f3 imitando el funcionamiento de un geranio sudafricano y es capaz de cambiar de forma cuando absorbe humedad. Los investigadores imprimieron el robot mediante el proceso FDM con pol\u00edmeros biodegradables a base de policaprolactona. Para dise\u00f1ar I-Seed , imitaron las especificaciones biomec\u00e1nicas de la planta africana de modo que tuviera unas dimensiones y un funcionamiento lo m\u00e1s parecido posible a una semilla real.<\/p>\n