La microimpresión 3D en metal ya es posible, y se debe a esta tecnología de última generación
La nueva técnica permite la fabricación 3D a escala micro y nanométrica utilizando una amplia gama de materiales
La microimpresión 3D permite fabricar objetos extremadamente pequeños, con detalles del tamaño de micrómetros (una milésima de milímetro) o incluso nanómetros. Algunos de los objetos pueden ser incluso más pequeños que el grosor de un cabello humano, para que nos hagamos una idea de su potencial. Para ello, esta rama de la impresión 3D utiliza láseres, luz ultravioleta o haces de electrones, y trabaja con materiales especiales como resinas fotosensibles, polímeros o materiales.
Algunas de las tecnologías más usadas en la microimpresión 3D son la polimerización por dos fotones (2PP), que usa láseres muy precisos para «dibujar» estructuras 3D dentro de una resina; la Microestereolitografía (µSLA), que es similar a la SLA convencional, pero bastante más precisa, y la impresión por haz de electrones o microextrusión para casos más específicos.
Algunos sectores donde se está utilizando la Microimpresión 3D porque la miniaturización es altamente importante son los de la medicina y biotecnología, así como la microelectrónica y MEMS, además de la investigación científica e ingeniería de materiales. Un grupo de científicos ha desarrollado un innovador método que supera algunas restricciones que, hasta ahora, representaban un gran desafío.
Se abre un mundo de posibilidades para la robótica a microescala
Un equipo de investigadores del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes y de la Universidad Nacional de Singapur han creado una técnica que permite la fabricación 3D a escala micro y nanométrica utilizando una amplia gama de materiales, yendo más allá de los polímeros y abriendo nuevas posibilidades de diseño.
El método se basa en un ensamblaje optofluídico, que utiliza la luz para controlar el movimiento del fluido dentro de un líquido. Los científicos suspenden partículas microscópicas en un fluido y enfocan un láser de femtosegundos en un punto preciso. El láser crea una diferencia de temperatura localizada que impulsa el flujo de fluido.
Este flujo guía activamente las partículas hacia una ubicación definida. Los investigadores colocan el láser junto a un micromolde de polímero prefabricado con una pequeña abertura. Las partículas se mueven a través de esa abertura y se acumulan dentro del molde, formando gradualmente una estructura sólida.
El coautor correspondiente, Mingchao Zhang, quien es profesor asistente en la Universidad Nacional de Singapur, asegura que "la idea clave de este estudio es manipular las interacciones optofluídicas (flujo impulsado por la luz) con precisión, guiando el ensamblaje 3D de varias micro o nanopartículas dentro de un espacio 3D confinado".
El micromolde determina la geometría final. Tras el ensamblaje, los investigadores retiran el molde de polímero en un paso de postprocesamiento. Esto da como resultado un objeto independiente fabricado íntegramente con el material seleccionado. Para demostrar aplicaciones prácticas, el equipo fabricó varios dispositivos funcionales, incluyendo microválvulas que clasifican partículas por tamaño dentro de canales extremadamente estrechos, así como microrrobots compuestos de múltiples materiales.
Los robots logran responder de manera diferente según cómo los accionen los investigadores, llegando a moverse cuando se exponen a la luz. Otros reaccionan a campos magnéticos externos. Esta flexibilidad permite a los diseñadores combinar múltiples funciones en un único sistema microscópico. Los hallazgos apuntan hacia posibilidades más amplias en la robótica a microescala y la microfabricación avanzada.