Las impresoras 3D ahora pueden imprimir cerámica, un material que antes era inmune a la impresión 3D debido a sus altas temperaturas y presiones de fabricación requeridas. Investigadores han desarrollado resinas sensibles a la luz que pueden endurecerse bajo luz UV para imprimir estructuras cerámicas, las cuales luego son endurecidas aún más mediante un proceso de pirólisis a altas temperaturas para lograr una cerámica de alta densidad y resistencia. Aunque la necesidad de pirólisis aleja

1. Practica Profesional II N a t a l i a S á n c h e z 1 2 - 1 9 4 1 A R Q . M a g a l y C a b a
IMPRESIONES 3D
A R T I C U L O

2. Las impresoras 3D también pueden con la Cerámica
Con el calor suficiente, no hay material que se le resista a
una impresora 3D. Primero fueron los plásticos y materias
orgánicas blandas como el chocolate. Después le tocó
el turno al acero y, más recientemente al vidrio. Pero la
cerámica es otra cosa. No solo no se funde como los
otros materiales, su proceso de fabricación exige una
presión y temperaturas que la hacían inmune a los
encantos de la impresión 3D. Sin embargo, un grupo de
ingenieros ha encontrado la manera de usar una
impresora comercial para conseguir estructuras
cerámicas mucho más resistentes que las industriales.
La cerámica, el gres, la porcelana o los azulejos son
materiales a base de arcillas (silicatos de aluminio) cuyo
método de fabricación básico se remonta al Neolítico. A
escala industrial, mediante un procesado denominado
sinterizado, la arcilla en polvo es sometida a prensado
con miles de kilos de presión por centímetro cuadrado y
cocción por encima de los 1.500º. Una vez elaborada la
pieza, solo materiales tan duros como el corindón o el
diamante la pueden mecanizar, así que las piezas
defectuosas suelen acabar en la basura.
Periódico Digital el País - Miguel Ángel Criado, 31 DIC 2015 - 20:16

3. En los años 60, el descubrimiento de polímeros
(macromoléculas) de materiales cerámicos facilitó la
fabricación de la cerámica pero no hasta el punto de
que una impresora pueda con ella. Hay unas cuantas
impresoras 3D que se han atrevido a trabajar con
partículas cerámicas disueltas en resinas fotosensibles o
polvos cerámicos fundibles, pero sus resultados son tan
lentos de obtener, toscos, simples y frágiles que algunos
pioneros como Shapeway desistieron de imprimir
cerámica.
"Nuestro nuevo proceso de impresión 3D nos permite
aprovechar todas las grandes propiedades de la
cerámica, como si gran dureza, su resistencia, su alta
refracción o su resistencia a la corrosión y la abrasión",
dice Tobias Schaedler. Este científico de materiales y sus
colegas de los Laboratorios HRL (EE UU) han encontrado la
manera de sortear los problemas que plantea este
material tan duro y frágil a la vez. "Hasta ahora, los
elementos cerámicos eran muy difíciles de fabricar
porque necesitan ser consolidados mediante el sinterizado
de los polvos, lo que introduce el problema de la
porosidad y limita tanto las formas a conseguir como la
resistencia", comenta Schaedler.

4. Lo que ellos han hecho ha sido convertir materiales artificiales
precursores de la cerámica como el siloxano o el silazano en
resinas sensibles a la luz ultravioleta. Como con los modernos
empastes, la resina se endurece al aplicarle luz. Los
investigadores usaron una impresora 3D (una Form 1+ de
Formlabs) para imprimir desde un sacacorchos hasta varias
estructuras en forma de malla o panal. Para el primero,
usaron una de las técnicas dominantes en la impresión 3D, la
estereolitografía. Pero para las estructuras, recurrieron a un
original sistema de guiado de la luz (SPPW) que iba
endureciendo la resina siguiendo un patrón determinado.
"Usando la estereolitografía, se necesitan de cuatro a ocho
horas para tener una estructura de cinco centímetros. Con
nuestro proceso SPPW, podemos imprimir paneles de 2 cm de
grosor en 60 segundos, pero la forma se limita a mallas,
panales de abeja o estructuras similares", explica Schaedler.
El siguiente paso fue endurecer las impresiones mediante la
cocción. Para ello usaron el procedimiento de pirólisis,
horneando los materiales a 1.000º y en ausencia de oxígeno.
Con ello consiguieron unas cerámicas, en particular las
impresas con SPPW, de muy baja porosidad y una gran
resistencia al corte y la presión. "Logramos una cerámica
plenamente densa con una resistencia 10 veces mayor que
la de las espumas cerámicas convencionales", asegura el
científico de materiales.

5. Sin embargo, la necesidad de la pirólisis aleja la impresión
de cerámica del fenómeno de democratización que vive
la impresión 3D, donde casi cualquiera puede imprimir ya
casi cualquier cosa. "Para la pirólisis solo necesitas un horno
que pueda alcanzar los 800º en una atmósfera inerte
(argón o nitrógeno, no aire). Muchos artistas usan este tipo
de hornos en sus estudios. Uno de esos cuesta entre 2.000 y
4.000 dólares y la impresora la compramos por unos 3.000.
Así que creo que cualquiera puede hacerlo en su garaje",
replica Schaedler.
En todo caso, los autores de este avance, publicado en la
revista Science, dejan claro que se trata de un primer paso
y que, como pasó con otros materiales, como el plástico o
el acero, la impresión 3D de cerámica avanzará siguiendo
sus pasos: cada vez más objetos, mayor calidad y menor
coste. En el caso de las cerámicas, Schaedler, estima que
aún faltan unos cinco años para que el proceso sea una
realidad comercial. Para entonces, cree que no se tratará
de imprimir un sacacorchos o unas cuantas baldosas para
casa, sino para algo más sofisticado, "desde componentes
de motores de reacción y vehículos hipersónicos a
intrincadas partes de dispositivos de microelectrónica".
Fuente:
www.elpais.com/elpais/2015/12/31
/ciencia/1451556922_109596.html