Se pueden hacer formas fantásticas utilizando impresión 3D, pero para muchas aplicaciones, el material utilizado debe ser mucho más resistente que el que está disponible actualmente. Esto es algo en lo que están trabajando los químicos de Eindhoven:"El material utilizado por la generación actual de impresoras 3D es similar al espagueti. Estamos haciendo espaguetis que se adhieren como velcro".

"La investigación que estamos haciendo es algo genérica, mientras que en Maastricht se basa más en aplicaciones. Eso es evidente por sus presentaciones, que presentan imágenes de animales que han sido cortados, "dice Hans Heuts. Su voz delata una leve sensación de horror, provocando que su colega Rint Sijbesma se riera a carcajadas. Ni una sola gota de sangre proviene de su propia investigación en la facultad de química de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, aunque finalmente se aplica en la impresión 3D de prótesis e implantes. Hay un área en la que ellos y sus colegas de Maastricht tienen algo en común, aunque:los grupos de investigadores están desarrollando nuevos plásticos y geles basados ​​en enlaces químicos dinámicos. Estos son compuestos químicos en una sustancia que se separa fácilmente y, sin embargo, se vuelve a unir fácilmente.

Los enlaces dinámicos aseguran que las propiedades de la sustancia puedan cambiar durante o después de su producción. "Estamos trabajando en materiales más resistentes para la impresión 3D, "explica Sijbesma." Los geles que se fabrican en Maastricht están destinados a ser utilizados en humanos, para introducir células madre en el cuerpo, por ejemplo. "También se está llevando a cabo un tercer proyecto de investigación en Eindhoven como parte del programa de investigación conjunto DYNAM. El químico Albert Schenning está trabajando en la impresión 4-D. Está desarrollando materiales que reaccionan a señales externas, como la luz. "Puede crear formas muy precisas exponiendo el material a la luz, "dice Sijbesma. DYNAM es un programa de investigación en el que las dos universidades están trabajando en asociación con DSM, Centro de materiales de Brightlands, la Organización de los Países Bajos para la Investigación Científica Aplicada, y Xilloc, una joven empresa de implantes médicos a medida. El sitio web de Xilloc tiene imágenes llamativas de partes de cráneos impresas en 3D, una de las aplicaciones que me vienen a la mente con la impresión médica 3D.

Nuevos materiales de impresión

Es posible crear formas mediante la impresión 3D que no se pueden hacer fácilmente con los métodos tradicionales; un ejemplo es el de dos ganchos entrelazados sin problemas. Tampoco se necesitan moldes, que es útil para objetos que son implantes o prótesis únicos o hechos a medida. Los químicos Sijbesma y Heuts están desarrollando nuevos materiales para la sinterización láser, una técnica de impresión en la que las capas de polvo se funden juntas en un objeto con la ayuda de láser. "El alto nivel de precisión es fantástico, y no necesita una superficie de soporte como lo hace con otros métodos de impresión 3-D, "dice Heuts, "pero el resultado no es tan fuerte como con el moldeo por inyección, por ejemplo."

Por lo tanto, Sijbesma y él están trabajando en nuevos plásticos que permitirán que el polvo derretido se adhiera de manera más efectiva. "Los polímeros normales son como hebras de espagueti, que se adhieren porque se enredan entre sí. Estamos mejorando su fuerza adhesiva agregando uniones dinámicas. Ahí es cuando obtienes lo que llamamos espaguetis con velcro, "explica Heuts. A altas temperaturas, las uniones de velcro se separan y el plástico se licúa. Sijbesma:"Como resultado, es fácil de trabajar a altas temperaturas ". Una vez que se haya enfriado, el material es sólido como una roca.

La investigación va bien. Se están creando múltiples materiales nuevos en el laboratorio. "Intentas todo tipo de cosas que crees que podrían funcionar, ", dice Sijbesma. A veces las cosas funcionan bien, otras veces menos. "Uno de los materiales que fabricamos resultó ser extremadamente frágil". Los colegas del Departamento de Ingeniería Mecánica están probando los mejores materiales. Heuts continúa:"Están analizando si los polvos fluyen 'limpiamente' entre sí cuando se calientan". Esto no significa que el trabajo de Sijbesma y Heuts esté terminado. "Si, por ejemplo, un material que de otro modo sería muy prometedor no se derrite a la temperatura adecuada, luego tenemos que empezar a trabajar donde lo dejamos ".

Extrusora

También debe tenerse en cuenta el método de producción correcto. Pronto llegará una extrusora, un equipo ampliamente utilizado en el sector de productos químicos para plásticos. Este es un tipo de jeringa en la que entran granos de plástico por un lado, y del cual sale plástico fundido por el otro. "El punto de partida de nuestra investigación es que utilizamos química simple y materiales de partida de uso extendido, "Heuts enfatiza." La base que usamos es un poliéster comercial de DSM. Agregamos otra sustancia a eso para crear los enlaces dinámicos ". Usando el extrusor, le gustaría ver si esta mezcla funciona a mayor escala. "Con un poco de suerte, Pondremos nuestros materiales de partida en la extrusora y nuestro nuevo plástico saldrá como un líquido, ", dice. Si esto sucede, el paso hacia el uso comercial se simplificaría enormemente. Sijbesma:"En la actualidad, solo estamos usando pequeñas cantidades de polvo, unos gramos, pero no creo que la ampliación deba ser un problema ".

Los materiales resistentes se han diseñado especialmente para la impresión 3D, pero también podría usarse en otras áreas. Plástico reparable, por ejemplo. "Fluye cuando lo calientas, y es fuerte cuando se enfría. Por lo tanto, podría reparar una rotura calentando el plástico, "explica Heuts." Todavía es especulación, pero podría usarse para reparar turbinas eólicas ".

"O juguetes de plástico para niños, "añade Sijbesma, "para no tener que tirarlos cada vez que se rompe una pieza". Por ahora, todo esto es solo especulación, por supuesto, y Sijbesma y Heuts tienen asuntos más urgentes en sus mentes. Primero, quieren lograr lo que prometieron en su propuesta de investigación:desarrollar un material sólido para la impresión 3D. "Hasta que lo hayamos hecho, todo el resto es solo ruido ".