Se ha diseñado un nuevo tipo de resina reciclable, fabricada a partir de materiales de origen biológico, para su uso en aplicaciones de impresión 3D.
En un estudio publicado hoy en Nature , investigadores de la Universidad de Birmingham demostraron que se pueden fabricar estructuras impresas en 3D de alta resolución a partir de materia prima de origen biológico.
Una vez que han llegado al final de su vida útil, los productos se pueden reciclar dentro de un sistema de circuito casi completamente cerrado.
Las resinas de fotopolímero, que se endurecen (o curan) al exponerse a la luz, se utilizan comúnmente en la fabricación de piezas impresas en 3D a medida. Sin embargo, si bien las tecnologías para mejorar la resolución de la impresión 3D y su velocidad de fabricación han avanzado considerablemente, las resinas en sí han cambiado muy poco desde que surgió el proceso en la década de 1980.
Los materiales básicos, generalmente epoxis o acrílicos, provienen principalmente de materias primas petroquímicas. Aunque se han logrado algunos avances en el uso de resinas más sostenibles derivadas de la biomasa, la reciclabilidad de estas aún es limitada, porque dependen de enlaces irreversibles que se crean cuando la resina se endurece.
Para romper estos enlaces, se deben agregar químicos adicionales en cada etapa, lo que resulta en un "efecto de bola de nieve", en el que la única forma de reciclar el material es producir más.
Por el contrario, el equipo dirigido por Birmingham ha logrado, por primera vez, producir una resina de fotopolímero que puede imprimirse en alta resolución pero que luego puede descomponerse en sus partes constituyentes, reciclarse y reimprimirse, con la adición de solo una pequeña cantidad de fotoiniciador para mantener las propiedades curables del material.
El investigador principal, el profesor Andrew Dove, dijo:"Nuestro enfoque es un paso importante para dejar de depender de resinas imprimibles en 3D hechas de petroquímicos, que no se pueden reciclar de manera eficiente. Si bien todavía tenemos mejoras que hacer en las propiedades de la nueva resina, esta investigación abre abriendo nuevas e interesantes vías de desarrollo."
La materia prima para el proceso está hecha de ácido lipoico, una molécula de ácido graso natural que comúnmente se vende como suplemento dietético. El equipo hizo una combinación de dos monómeros a partir del ácido lipoico a partir de la cual pudieron producir una resina que podría reciclarse nuevamente en los monómeros o directamente a la molécula original para su reciclaje.
En el estudio, los investigadores completaron dos "reciclados", pero anticipan que serían posibles más reciclajes.
Los usos del material podrían incluir industrias donde se utiliza la creación rápida de prototipos para probar productos antes de pasar a la producción en masa. Aunque actualmente el material es más flexible de lo que se podría usar comúnmente en la industria, las aplicaciones futuras podrían incluir piezas de automóviles, componentes médicos y dentales e incluso diseño de joyas.
El profesor asistente Josh Worch, codirector del investigador, dijo:"Permitir el reciclaje dentro de la industria de la impresión 3D mediada por luz es esencial, ya que es un método de producción de materiales en rápida expansión. Ahora tenemos la perspectiva, con nuestra tecnología, de ayudar a garantizar que el reciclaje se convierta en una característica incorporada de la impresión 3D."
University of Birmingham Enterprise ha presentado una solicitud de patente que cubre la resina y su uso en la impresión 3D.
Más información: Andrew Dove, Una resina de fotopolímero circular de origen renovable para la fabricación aditiva, Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07399-9. www.nature.com/articles/s41586-024-07399-9
Información de la revista: Naturaleza
Proporcionado por la Universidad de Birmingham
