Una vez más, la tecnología de impresión 3D se adapta a un mundo cambiante, y hoy por hoy son cada vez más las empresas y usuarios que optan por la micro impresión 3D. Actualmente en el 2021 nos encontramos ante una fuerte demanda de micro semiconductores y procesadores que requieren de micro partes para funcionar. Además, la creciente customizacion de prótesis en el campo médico demanda también finas impresiones capaces de desenvolverse entre venas y arterias.
Si bien es posible imprimir piezas pequeñas usando máquinas y métodos tradicionales, estos pueden resultar muy costos y no tan efectivos. Es así como nacen alternativas específicas para la micro impresión 3D. En este artículo veremos
¿Cómo funciona la micro impresión 3D?
Antes de resolver esta pregunta, es importante establecer de qué tamaño hablamos cuando decimos “micro impresión 3D”. Si bien hay impresoras populares que trabajan entre los 25 y 75 micrones, estas pueden ser muy grandes para la definición que buscamos. Usualmente las micro impresiones trabajan entre los 2-5 micrones, siendo las más especializadas capaces de producir en nanómetros mil veces más pequeños que 1 micrón. Para comparar, una hélice de ADN mide 2.5 nanometros.
Para entender cómo funciona esta tecnología, es necesario ver los métodos que se usan para lograr imprimir estos modelos.
Microstereolithography (µSLA)
Esta tecnología está basada en el mismo funcionamiento que una impresora SLA. Básicamente, el modelo se materializa desde una piscina de resina liquida la cual se solidifica con láseres ultravioletas. Lo que permite a este tipo de tecnología ser aún más precisa es el uso de láseres más sofisticados y lentes que permiten que la luz llegue a espacios muy precisos.
Elementos impresor porMicrostereolithography
Projection Microstereolithography (PµSL)
La tecnología PµSL es similar a la anterior, con el detalle de que en vez de usar láseres, esta alternativa usa luz ultra violeta de un proyector. Este cambio esencial permite una producción más rápida y además es más versátil con los materiales que utiliza. Con esta tecnología es posible imprimir en polímeros, biomateriales y cerámicas.
Two-Photon Polymerization (2PP o TPP)
Una de las tecnologías con mayor precisión pero que resulta mucho más cara y lenta que las otras alternativas. Sin entrar mucho en detalles tecnológicos, esta alternativa usa un láser de femtosegundo pulsado que traza patrones tridimensionales en un contenedor de resina fotosensible. Es comúnmente usada en ingeniería de tejido e implantes médicos.
Proceso y muestras de la impresión por Two-Photon Polymerization
Micro Selective Laser Sintering (μSLS)
Este método se diferencia de las otras alternativas al poder imprimir partes de metal con una resolución menor a 5 micrómetros y con un volumen de producción que alcanza los 60 mm3 por hora. Su técnica no es tan simple, pero en síntesis logra sus impresiones al sinterizar nanoparticulas en patrones deseados en cada capa metálica.
Lithography-based Metal Manufacturing (LMM)
Este método busca hacer micro impresiones de metal usando una tecnología similar a la resina fotosensible, solo que aquí se utiliza para polimerizar el polvo metálico con una exposición a luz azul, la cual se separa de los otros polvos metálicos en un proceso posterior de sinterización hecho dentro de un horno. Sus aplicaciones son muy útiles en herramientas quirúrgicas y partes micromecánicas.
Modelos impresor usando Lithography-based Metal Manufacturing
Deposición electroquímica
Este proceso desarrollado por la compañía suiza Exaddon destaca por prescindir del post-procesamiento en su cadena de producción. Lo logra expulsando un líquido lleno de iones de metal a través de un microcanal y hacia la superficie de impresión. Estos iones se disuelven en metales sólidos cuyos átomos aumenta de tamaños hasta formar los bloques de construcción que componen al modelo 3D.
¿Cuáles son los beneficios de la micro impresión 3D?
Si su intención es crear micro-modelos impresos en 3D, estas tecnologías resultan mucho mejor que las tradicionales por ser más baratas y optimizadas. Estas técnicas nacen con todas las características necesarias que en métodos tradicionales deberían ser desarrolladas para llegar a cumplir sus objetivos. Además, con el uso y conocimiento correspondiente, se pueden crear diseños de mayor flexibilidad y a una mayor velocidad.
Sin embargo, apuntar a una alta calidad y resolución en las impresiones puede resultar costoso, considerando sobretodo que está tecnología es relativamente joven. Además, la variedad de materiales que encontramos en las impresoras estándar aun no llegan a estos métodos que hemos descrito anteriormente.
Finalmente, los mayores beneficios se darán siempre en las aplicaciones que usen estas tecnologías. Actualmente, el ámbito médico está encontrando amplios usos a la micro impresión 3D. Por ejemplo, con parches para micro agujas usadas en la distribución de vacunas o estents vasculares para pacientes con problemas coronarios.
La industria de joyería y accesorios no se queda atrás, tampoco, con lujosos productos siendo manufacturados con estas tecnologías, tales como relojes o anillos.
Y como mencionamos en un principio, la alta demanda de semiconductores requiere con urgencia la micro impresión 3D. Estas piezas pequeñas demandan un alto nivel de perfección para funcionar correctamente, lo que hace que las piezas dañadas perjudiquen el volumen de producción correspondiente. Gracias a la microimpresión 3D, la reparación de estos semiconductores se vuelve una posibilidad.