Creen una impressora 3D gairebé tan ràpida com les de tinta i paper

La revolució de les impressores 3D estava sent massa lenta. Per crear una simple figureta es necessiten hores i fins i tot dies si és una mica més gran. No obstant això, un nou mètode que combina resines líquides, llum ultraviolada i oxigen aconsegueix obtenir objectes 100 vegades més ràpid. És el gran pas que li faltava a la democratització de la fabricació en massa i la seva promesa del "fes-t'ho tu mateix".

La impressió 3D és molt semblant a la pastisseria. Els pastissers creen capa a capa el pastís, que agafa consistència una vegada que es refreda. Amb les impressores 3D hi ha dues grans tecnologies per fer els pastissos. En una, el modelatge per deposició fosa (FDM, per les seves sigles en anglès), la impressora escalfa el rotllo de material i amb una mena de mànega de pastisseria crea l'objecte. Un raig d'aire refreda el filament perquè solidifiqui. L'estereolitografia, no obstant això, fa servir resines líquides que, quan són exposades a la llum ultraviolada, solidifiquen com si fos una planxa de caramelitzar. La FDM és més senzilla i assequible, però molt lenta i amb menys resolució. L'estereolitografia ofereix més bons resultats, però l'operació amb les resines és molt complexa.

"La fabricació per addició té el potencial de transformar la complexitat amb la qual es fabriquen objectes funcionals, però la impressió 3D convencional els fabrica utilitzant un enfocament per etapes, capa a capa, que triga molta estona", diu el químic de la Universitat de Carolina del Nord (EUA) i creador de la nova impressora CLIP, Joseph DeSimone. Per aquest expert en ciència de polímers, hi ha una gran distància entre la velocitat en el disseny industrial o prototipat ràpid i la velocitat en la fabricació que obstaculitzen "la capacitat de la impressió 3D d'anar més enllà de les fases de disseny i realització de prototips d'un producte".

L’estereolitografua utilitza resines líquides sensibles a la llum ultraviolada, que les solidifica

El que ha aconseguit DeSimone i el seu equip ha estat simplificar l'estereolitografia, accelerant la velocitat d'impressió i sense, per això, afectar la qualitat dels objectes impresos. La seva impressora CLIP (interfície de producció líquida contínua, per les seves sigles en anglès), els permet controlar el procés pel qual les molècules de la resina líquida se solidifiquen i creen estructures complexes en un procés anomenat polimerització.

Tal com expliquen a la revista Science, on la seva creació ocupa la portada d'aquesta setmana, en lloc d'utilitzar un sistema mecànic, els creadors de CLIP juguen amb el làser ultraviolat, que inicia la reacció química de solidificació, i l'oxigen, que l'atura. La seva gran aportació és una espècie de vidre que, com unes lents de contacte, els permet ajustar el pas de la llum i de l'oxigen. D'aquesta manera, aconsegueixen una impressió contínua que dóna als objectes un acabat perfecte en la seva forma i sense fractures a l'interior.

Però el millor de CLIP és la seva velocitat d'impressió. Fins ara, la impressió vertical podia imprimir uns quants mil·límetres l'hora. Malgrat que les capes de material superposat tenen un gruix d'entre 50 i 100 micres (una micra és la milionèsima part d'un metre), calia imprimir cada capa, deixar que solidifiqués i anar fent capa a capa. La nova impressora eleva l'objecte del recipient amb la resina a un ritme de 500 mil·límetres l'hora, és a dir, fins a 100 vegades més ràpid.

Durant la presentació de CLIP a les xerrades TED, DeSimone va mostrar alguns exemples del que pot fer la seva impressora en uns minuts. Des d'una torre Eiffel de record, fins a microagulles per a l'administració de medicaments, passant per pròtesis dentals o stent coronaris, una mena d'endopròtesi per al cor.

"Si la impressió 3D volia sortir del nínxol dels prototips en el qual ha estat atrapada durant dècades, havíem de trobar un tecnologia disruptiva que afrontés el problema des d'una nova perspectiva i abordés les debilitats fonamentals de les impressores 3D", comenta Jim Goetz, un dels socis de Sequoia, una companyia d'inversió que inverteix els diners en les tecnologies més innovadores i prometedores. "Quan vam conèixer el Joe [per Joseph DeSimone] i vam veure el que el seu equip havia inventat, vam tenir clar de seguida que la que la impressió 3D ja mai seria el mateix".

Quan vam veure el que havien inventat, vam tenir clar que la impressió 3D ja mai seria el mateix”, diu un inversor

CLIP ha demostrat la seva vàlua imprimint plàstics, ceràmiques i materials orgànics, però hauria de funcionar bé amb qualsevol material basat en polímers. Per comercialitzar la seva tecnologia, DeSimone i part del seu equip investigador han creat, junt amb inversors com Goetz, l'empresa Carbon3D.

"És un gran començament, la revolució és aquí", opina el director d'investigació de BQ, Juan González. Aquesta és una de les poques empreses espanyoles que fabrica impressores 3D del tipus FDM i que està investigant amb les de resines. "El temps pot ser igual en l'ús domèstic, però en l'empresa és un factor clau", afegeix. Però no es tracta només que es redueixi el temps d'impressió, sinó que l'acabat en un procés continu com el de CLIP és molt superior.

La injecció per motlle que s'utilitza en la producció industrial encara té anys de vida, però amb avenços com aquest, González creu que està més a prop "l'objectiu d'aconseguir la producció massiva del motlle però amb la capacitat de personalitzar la de la impressió 3D".