Un nuevo material aparece para la impresión 3D con altas propiedades de conductividad
El mundo de la impresión 3D ha alcanzado una emocionante cumbre gracias al esfuerzo conjunto de científicos provenientes de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, la Universidad Politécnica del Noroeste y la Universidad de Tianjin.
Impresión 3D en metal
Mediante su arduo trabajo, estos investigadores han logrado un importante avance: la creación de un gel metálico altamente conductor que puede ser utilizado en impresoras 3D a temperatura ambiente.
Esta asombrosa innovación promete transformar radicalmente la fabricación de componentes y dispositivos electrónicos, abriendo un amplio abanico de posibilidades en este dinámico campo tecnológico.
Gracias a esta innovadora técnica desarrollada por un equipo de científicos, liderado por el coautor del estudio, Michael Dickey, ahora es posible imprimir objetos metálicos en 3D de manera eficiente, todo en una única etapa y a temperatura ambiente.
Desarrollo del gel metálico
Abordando el proceso de creación de este gel metálico, comienza mediante una solución acuosa que contiene partículas de cobre a una escala micrométrica. Para lograr el gel, se mezcla esta solución con una aleación líquida de indio y galio, que se mantiene en estado líquido a temperatura ambiente.
Mediante un proceso de agitación, el metal líquido y las partículas de cobre se unen entre sí, formando una red de gel metálico dentro de la solución. La singular consistencia gelatinosa del material juega un papel crucial, ya que garantiza una distribución uniforme de las partículas de cobre y previene cualquier obstrucción en el funcionamiento de la impresora.
Esta técnica innovadora abre nuevas puertas hacia un futuro prometedor en la impresión 3D de componentes y dispositivos electrónicos de metal.
Impresión y curado avanzado del gel metálico
Una vez que el gel metálico ha sido obtenido, se puede proceder a su impresión utilizando una boquilla de impresión 3D estándar. Una vez completada la impresión, el objeto resultante entra en una etapa crucial conocida como curado.
Durante este proceso, el objeto se deja reposar, permitiendo que experimente cambios químicos o físicos que enriquecen y mejoran sus propiedades.
El curado puede realizarse de manera natural a temperatura ambiente o requerir condiciones específicas del entorno, tales como la exposición a calor, luz ultravioleta o productos químicos, según el material utilizado en la impresión.
Propiedades del gel
El equipo de investigación ha hecho un descubrimiento significativo: al permitir que el objeto impreso se cure a temperatura ambiente, este conserva su forma y adquiere una mayor solidez.
Además, al aplicar calor durante el proceso de secado, se puede observar una deformación estructural predecible. Este fenómeno ha abierto las puertas a la impresión 4D, una técnica que permite el control de las dimensiones del objeto a lo largo del tiempo.
Este gel metálico impreso posee una alta conductividad, ya que contiene hasta un 97,5% de metal. Aunque su conductividad no alcanza los niveles del alambre de cobre convencional, que requiere temperaturas más elevadas para la impresión 3D, este gel supera a cualquier otro material imprimible en términos de su capacidad de conducir la electricidad de manera eficiente.
Perspectivas futuras y potenciales aplicaciones
Michael Dickey expresa su entusiasmo al afirmar: “Esta impresión 4D representa una herramienta adicional para crear estructuras con dimensiones específicas. Sin embargo, lo que más nos fascina de este material es su impresionante conductividad.”
Los creadores tienen una visión clara: colaborar estrechamente con socios industriales para explorar las aplicaciones prácticas de la impresión en gel metálico 3D. Esta tecnología tiene el potencial de revolucionar por completo la fabricación de componentes electrónicos, abriendo un vasto horizonte de posibilidades en diversos campos.
