La tecnología de la impresión 3D avanza rápidamente, trayendo nuevas innovaciones que cambian significativamente la forma en que producimos objetos complejos y personalizados. Uno de los métodos más recientes e interesantes desarrollados por investigadores del MIT y la Universidad de Delft utiliza una técnica llamada "planchado modulado por velocidad", que permite la creación de objetos multicolores y texturizados con un mínimo de desperdicio. Este método utiliza una doble boquilla para controlar con precisión los materiales calentados, permitiendo diversas variaciones en color, tono y textura utilizando solo un material.

Los métodos actuales de impresión 3D que involucran múltiples materiales a menudo requieren procesos complicados con múltiples boquillas, donde un material debe ser desechado antes de que otro pueda ser aplicado. Esta nueva técnica cambia completamente ese paradigma, permitiendo la creación de objetos en un solo paso sin pérdidas de material. Además, la técnica permite un control fino sobre la temperatura y la velocidad, lo que resulta en transiciones muy detalladas en color y textura, creando objetos que parecen mucho más sofisticados que lo que era posible con métodos anteriores.

Esencialmente, el método utiliza materiales sensibles al calor que reaccionan a los cambios de temperatura, y la velocidad de la segunda boquilla dicta el nivel de calentamiento, permitiendo así el control sobre la apariencia final del objeto. Por ejemplo, al crear mangos para bicicletas, los investigadores utilizaron diferentes velocidades de boquilla para lograr variaciones en la rugosidad de la superficie, creando mangos que son más fáciles de agarrar y manejar. Esta técnica no requiere cambios en la configuración de hardware de las impresoras, lo que representa una ventaja adicional, ya que permite una amplia aplicabilidad sin grandes costos.

Los investigadores también se han enfocado en desarrollar un modelo de software que prediga los parámetros exactos necesarios para lograr los resultados deseados. Este modelo automatiza el proceso de creación de objetos complejos, lo que significa que los usuarios pueden ingresar fácilmente sus requisitos de color y textura, y el sistema generará instrucciones para la impresora. Esto abre la puerta a nuevas posibilidades para diseñadores e ingenieros, especialmente en industrias que requieren productos personalizados de alta precisión, como dispositivos médicos, piezas automotrices o incluso productos de consumo.

Uno de los desafíos a los que se enfrentaron fue asegurarse de que el material se calentara de manera uniforme durante el proceso de impresión. En métodos anteriores, calentar la boquilla y ajustar la temperatura eran procesos largos y costosos, que a menudo requerían energía y tiempo adicionales. Con la nueva técnica, sin embargo, el control de la temperatura se optimiza a través de la velocidad de la boquilla, eliminando la necesidad de un calentamiento o enfriamiento adicional de las boquillas. Este ahorro de tiempo no solo acelera el proceso de producción, sino que también reduce significativamente el consumo de energía, lo cual es crucial en industrias que buscan disminuir su huella de carbono.

La aplicación de esta técnica ya ha mostrado resultados impresionantes, como la producción de botellas de agua parcialmente transparentes con elementos gráficos precisos y mangos de bicicletas con diferentes grados de rugosidad para un mejor agarre. El uso de materiales térmicamente sensibles que reaccionan al calor permite la creación de objetos complejos con mucha mayor precisión y diversidad en textura, color y apariencia general.

Aparte de permitir la creación de objetos con características estéticas más complejas, esta técnica también ofrece un potencial para investigar más a fondo las propiedades mecánicas y acústicas de los materiales. De hecho, los investigadores planean probar otros materiales sensibles al calor, como plásticos, que podrían tener aplicaciones en diversas industrias. Se espera que esta tecnología permita la personalización de las propiedades mecánicas de los objetos, como dureza, flexibilidad e incluso aislamiento acústico, lo que podría abrir completamente nuevas posibilidades en la fabricación y el diseño.

Una de las aplicaciones más importantes de esta tecnología podría ser en la reducción de residuos y el consumo de energía en los procesos de producción. La impresión 3D multimaterial que requiere múltiples boquillas y materiales a menudo es muy derrochadora, ya que los materiales deben cambiarse con frecuencia, lo que genera una gran cantidad de desperdicio. Sin embargo, con esta nueva técnica, los materiales se utilizan de manera más eficiente, reduciendo la necesidad de materiales en exceso y acortando el tiempo de producción. Esto podría tener un impacto significativo en la sostenibilidad en la producción, especialmente en industrias que dependen de la producción en masa de piezas personalizadas.

En el futuro, los investigadores planean seguir desarrollando esta técnica para explorar cómo se puede adaptar a diferentes tipos de materiales y cómo se podría aplicar a nuevas industrias. Aunque el método actualmente se centra en aspectos visuales como el color y la textura, hay planes para investigar las posibilidades de controlar las propiedades mecánicas, lo que podría abrir nuevas puertas en el desarrollo de productos impresos en 3D que combinan estética y funcionalidad.

Esta tecnología tiene el potencial no solo de revolucionar la industria de la impresión 3D, sino también de tener una aplicación más amplia en diversas industrias, incluida la medicina, el sector automotriz y la fabricación de electrónica. A medida que los investigadores continúan desarrollando este método, es posible que su aplicación se expanda a nuevos materiales y aplicaciones, brindando la oportunidad de producir objetos con características mejoradas y mayor precisión, mientras se reduce el consumo de energía y recursos.

Fuente: Massachusetts Institute of Technology