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La seda y la madera inspiran la revolucionaria impresión 3D de polímeros de cristal líquido

La seda y la madera inspiran la revolucionaria impresión 3D de polímeros de cristal líquido


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ETH Zürich para IE

El modelado de deposición fundida (FDM), o impresión 3D, ha comenzado a filtrarse lentamente en una variedad de sectores que ofrecen formas nuevas y mejoradas de abordar todo, desde la fabricación de automóviles, la robótica, la ingeniería de aeronaves espaciales y el arte. Con cada introducción de una nueva tecnología de impresión 3D surgen posibilidades cada vez mayores.

Ahora, los investigadores del grupo de Materiales Complejos y del grupo de Materiales Blandos en ETH Zürich han desarrollado un nuevo enfoque bioinspirado para la impresión 3D ideal para la industria manufacturera. La tecnología innovadora permite la generación de polímeros de cristal líquido (LCP) reciclables que están a la par e incluso mejores que los mejores polímeros impresos de última generación y materiales livianos de alto rendimiento.

Revolucionando la fabricación

Lo mejor de todo es que el material se puede desarrollar incluso mediante el uso de impresoras de escritorio baratas. El trabajo ahora está listo para revolucionar la industria manufacturera al permitir la producción en masa barata y eficiente de piezas complejas.

Antes de este desarrollo, el bajo rendimiento mecánico de las piezas producidas con FDM obstaculizó gravemente la adopción de la impresión 3D para usos de producción y personalización masiva. Los esfuerzos previos para depositar secuencialmente perlas de un polímero fundido fueron ineficaces ya que los productos resultantes eran normalmente débiles y mostraban una pobre capacidad de adhesión.

En los intentos anteriores de resolver este problema, se experimentó con la puesta en práctica de la libertad de diseño que ofrece la impresión 3D en compuestos reforzados con fibra. Pero estos enfoques, en ese momento, solo podían realizarse mediante el uso de equipos especializados costosos, lo que significa que simplemente no eran comercialmente viables.

También estaban restringidos a la impresión únicamente de material no reciclable. Aquí es donde la técnica de ETH Zürich ofrece más promesas.

Una primicia en impresión 3D

Por primera vez en la historia de la impresión 3D, los investigadores lograron crear objetos a partir de un solo material reciclable cuyas propiedades mecánicas superan a todos los demás polímeros imprimibles disponibles, incluso funcionando a la par con los compuestos reforzados con fibra.

Para desarrollar su novedosa solución FDM, el equipo de ETH Zürich buscó inspiración en la naturaleza. Más específicamente, observaron cómo se forman la madera y la seda de araña durante su desarrollo.

Analizaron la alineación molecular de las proteínas de estos biomateriales y encontraron una forma de reproducirla en impresión 3D para dar a los objetos resultantes las mismas propiedades mecánicas inigualables de la seda y la madera.

"Al orientar los dominios moleculares con la ruta de impresión, podemos reforzar la estructura del polímero de acuerdo con las tensiones mecánicas esperadas, lo que conduce a una rigidez, resistencia y tenacidad que superan a los polímeros impresos en 3D de última generación en un orden de magnitud y son comparables con los compuestos ligeros de mayor rendimiento ", se lee en el estudio.

Más importante aún, estas estructuras se pueden crear sin los procesos intensivos en mano de obra y energía involucrados en las tecnologías de fabricación de compuestos dominantes en la actualidad. Todo lo que se requiere es un polímero fácilmente accesible y disponible y una impresora de escritorio comercial simple y rentable.

La tecnología innovadora seguramente tendrá innumerables aplicaciones estructurales, biomédicas y de recolección de energía novedosas, cambiando para siempre el papel de la impresión 3D en la fabricación.


Ver el vídeo: 5 INCREDIBLE REPAIRS WITH 3D PRINTERS (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Azrael

    En mi opinión, no tienes razón. Escríbeme en PM, hablaremos.

  2. Hlithtun

    En el mío, el tema es bastante interesante. Dar consigo nos comunicaremos en PM.

  3. Mazuru

    Me gustaría saber, muchas gracias por una explicación.

  4. Kikinos

    ¡Bien hecho! ¡Avanza!

  5. Norton

    Wow, un buen número de visitantes lee el blog.

  6. Anatolie

    Qué palabras ... una fantasía

  7. Nisar

    Creo que está equivocado. Estoy seguro. soy capaz de demostrarlo.



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