Investigadores de la Facultad de Química y la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Nottingham han utilizado dióxido de carbono supercrítico para crear un proceso eficiente, efectivo y limpio para recubrir partículas de polímero PA-12 utilizadas en un proceso de impresión 3D.

Los investigadores han demostrado que los nuevos recubrimientos tienen la capacidad de añadir color y propiedades antimoho y hongos al proceso de impresión. La investigación ha sido publicada en Nature Communications .

Una de las técnicas comerciales de impresión 3D más comunes es la fusión en lecho de polvo o la sinterización por láser. En este proceso se coloca una capa de polvo de polímero que fluye libremente y un láser es guiado por un diseño generado por computadora y funde el polvo capa por capa.

Se aplica una nueva capa de polvo a la capa anterior y una vez más el láser funde el polvo mientras simultáneamente lo ancla a la capa inferior. Este proceso continúa hasta que se completa la pieza diseñada, que a menudo consta de miles de capas.

La poliamida-12 (PA12) es un plástico resistente que se utiliza a menudo en la industria de la impresión 3D para imprimir piezas complejas y detalladas, comúnmente utilizadas en las industrias automotriz o aeroespacial.

"El beneficio real de la impresión 3D o la fabricación aditiva está en el diseño y la producción de objetos únicos y personalizados, pero sus limitaciones están en los materiales y la paleta de propiedades disponibles que limitan el espacio general de aplicación.

"Este nuevo proceso proporciona una ruta sencilla para el desarrollo de una amplia gama de capacidades de materiales sin comprometer la procesabilidad", afirma el profesor Christopher Tuck, profesor de ingeniería de materiales en el Centro de Fabricación Aditiva de la Facultad de Ingeniería.

Dos capacidades clave que puede ofrecer el nuevo proceso son la adición de recubrimientos para dar color y propiedades antifúngicas y antimoho. Actualmente, las únicas opciones para los fabricantes son los polvos grises o blancos y después se añade color. Ahora el equipo ha creado una gama de polímeros coloreados que recubren las partículas de PA-12.

"Hay algunos desafíos que enfrenta la industria de la impresión 3D debido a las limitaciones en la funcionalidad de los polímeros utilizados. Para abordar algunos de estos desafíos, hemos creado un enfoque simple pero efectivo para agregar funcionalidad recubriendo las partículas. Hemos diseñado el color polímero de cubierta para que coincida con las propiedades mecánicas y térmicas del polímero de impresión.

"Lo más importante es que lo hemos demostrado con el polímero clave (PA-12) que es omnipresente en la industria. Nuestros nuevos polvos poliméricos coloreados funcionan perfectamente en las máquinas existentes implementadas comercialmente", dice el profesor Steve Howdle, director de la Escuela de Química. .

Actualmente los objetos fabricados con PA-12 no se pueden utilizar en ambientes húmedos debido al crecimiento de moho y hongos. El nuevo revestimiento exterior también se puede utilizar para desarrollar revestimientos que eviten que esto suceda, abriendo nuevas posibilidades para el uso de objetos impresos en 3D en nuevas áreas.

El profesor Howdle añade:"Un beneficio clave de este proceso es que se puede incorporar fácilmente a los procesos de impresión 3D comerciales actuales y esto podría ser potencialmente transformador para la industria al ampliar su alcance al introducir nuevas funciones, simplificar los procesos y, lo que es más importante, lograr todo esto de forma sostenible". ."