Investigadores de Zúrich han reproducido el David de Miguel Ángel en miniatura en metal. Su logro destaca el potencial de un método de impresión 3D especial desarrollado en ETH.

Ahi esta, de pie sobre su pedestal:David de Miguel Ángel. Una estatua de fama mundial que casi todos los niños pueden reconocer. Pero este David mide solo 1 milímetro de alto, pedestal incluido, y no está hecho de mármol como el original de 5,17 metros, pero de cobre puro.

Fue creado con impresión 3-D por Giorgio Ercolano de Exaddon, una rama de Cytosurge spin-off de ETH, junto con el equipo liderado por el profesor de ETH Tomaso Zambelli del Laboratorio de Biosensores y Bioelectrónica. Zambelli y su equipo desarrollaron la técnica 3-D hace unos años. Los científicos pueden usarlo para crear estructuras metálicas a escala nanométrica y micrométrica.

El componente central del proceso es una micropipeta acoplada a un voladizo; esto permite controlar la fuerza con la que la punta de la pipeta toca el sustrato. Con esta asamblea, los investigadores pueden depositar electroquímicamente metales disueltos sobre un sustrato eléctricamente conductor con un alto grado de precisión. Gracias a la medición de fuerza óptica que automatiza el proceso, pueden construir minúsculas estructuras metálicas capa por capa. Exaddon adoptó este método de impresión micrometal y lo mejoró, particularmente en lo que respecta a su velocidad.

Haciendo imprimibles geometrías complicadas

Ercolano ha impreso ahora este micro-David para resaltar el potencial de la tecnología. Antes de eso, la mayoría de los investigadores habían creado pequeñas columnas o bobinas. "Sin embargo, el proceso nos permite imprimir estructuras o geometrías de todos los niveles de complejidad, ", Dice Ercolano. La escultura se imprimió de una vez, sin soportes ni plantillas, y no requirió ningún disparo o templado. Ercolano y sus colegas acaban de publicar sus resultados en la revista Micromachines.

Los datos de la escultura de David están disponibles gratuitamente en Internet. "Incluso podría haber impreso la habitación en la que se encuentra la estatua, ¡los datos también incluyen eso!" dice Ercolano riendo. Pero eligió ajustar el conjunto de datos para poder reproducir a David sin la sala de exhibición.

Límite de tamaño inferior establecido por resolución

Ercolano imprimió a David en dos tamaños:primero como una escultura de solo 1 milímetro de alto, y luego uno diez veces más pequeño. "La figura más pequeña es tan alta como el pedestal de la más grande, ", dice. Pero con estructuras tan pequeñas, lograr la resolución requerida se vuelve problemático. Los microobjetos metálicos impresos generalmente comienzan en 1 micrómetro (µm), y para objetos más complejos y detallados, los tamaños van desde 100 µm hasta 1 mm. En términos de tiempo, también, el modelo de 1 mm está a un mundo de distancia del que es diez veces más pequeño:el dispositivo necesitó 30 horas para crear el David "grande", pero solo 20 minutos para la versión más pequeña.

Teóricamente el sistema puede imprimir objetos de hasta 5 mm de tamaño, pero el cartucho de la impresora contiene sólo un microlitro de "tinta", lo suficiente para fabricar el David más grande. Pero también es suficiente "tinta" para imprimir cientos o incluso miles de objetos diminutos, que representa la verdadera fuerza del proceso. El principio funciona

Zambelli está muy satisfecho con el resultado. "Estamos encantados de que una tecnología de nuestro laboratorio de investigación se haya introducido en la aplicación práctica, "dice el profesor de ETH, continúa:"Un grupo independiente pudo adoptar nuestra tecnología de impresión 3D e incluso mejorarla, lo que demuestra que realmente funciona".

El proceso de impresión es de interés ante todo para la industria electrónica. Con este método, los fabricantes podrían conectar chips de computadora o reparar con precisión sistemas microelectrónicos. Aunque se pueden imprimir otros metales, como el platino, oro, níquel o plata, el cobre tiene la mayor demanda. "Nueve de cada diez consultas son sobre cobre, "Dice Ercolano.