¿Impresión 3D de coches? Es la promesa de una nueva aleación de acero

La impresión 3D ha tenido mejor acogida en proyectos a pequeña escala que en grandes entornos industriales. Aspectos como la lentitud del proceso o la dificultad de obtener acabados regulares han impedido una adopción masiva, aunque hay sectores como la construcción donde los resultados ya son tangibles. Gracias a los últimos avances tecnológicos, parece que habrá otros sectores que se beneficien de la tecnología. En este caso, se trata de la automoción y de una nueva aleación de acero destinada a la impresión 3D.

Una novedosa tecnología para la impresión 3D de vehículos

Las factorías de Tesla llevan un tiempo aplicando a sus vehículos la técnica que sirve para producir coches de juguete. Es decir, la utilización de metales fundidos en un molde gigante. Se trata de una máquina, conocida como Giga Press, que pesa nueve mil toneladas y que reduce sensiblemente el número de piezas necesarias en la fabricación del chasis. Eso sí, para acelerar el proceso se requieren sistemas de enfriamiento del metal y la utilización de gases inertes para obtener resultados homogéneos. Hasta ahora, las piezas tienen un peso máximo de cincuenta kilos. Pero ¿y si se utilizara una impresión 3D aditiva?

Ese fue el planteamiento que impulsó a dos jóvenes estudiantes del MIT a acometer un nuevo proyecto en colaboración con un asesor de la Universidad de Paderborn en Alemania para imprimir con acero. El resultado les ha granjeado un premio en el concurso de diseño de la ASM Education Foundation 2022.

Basándose en un sistema de cálculo de propiedades de materiales llamado CALPHAD, los investigadores lograron formular una nueva aleación de acero que reuniese las características idóneas. Tras fundirlo y atomizarlo en gotas, estas se solidificaron y formaron el polvo utilizado como materia prima. Ahora bastaba con ir depositando capas de polvo de acero y fundirlo con un láser.  

La ventaja del uso de impresión 3D es que el material se enfría mucho más rápidamente y se mejora la calidad de los resultados, además de ofrecer la impresión de piezas más complejas. La nueva aleación ya se ha patentado y es posible que empiece a utilizarse pronto en la fabricación de vehículos eléctricos más sostenibles.

Imprimir con madera… y con luz

En los últimos años han proliferado nuevas técnicas de impresión 3D, que trabajan con materias primas alternativas al plástico, el cemento o la resina. A continuación, te presentamos algunas de las más llamativas con las que nos hemos cruzado:

Madera de laboratorio

La innovadora aleación de acero no es el único material de impresión 3D salido de las tripas del MIT. En efecto, se trata de una innovador tecnología que, a través de un crecimiento similar al de las plantas, logra generar un material de gran dureza.

Para lograrlo han recurrido a células vivas de una planta llanada zinnia, transferidas a un gel donde se estimularon para acelerar su crecimiento por medio de hormonas vegetales. Se espera que en un futuro la técnica permita construir muebles de una pieza a través de moldes.  

Imprimir con luz

Más que una materia prima, se trata de una tecnología que permite solidificar resina con una velocidad cien veces superior a la impresión aditiva convencional. Tal como explicábamos en este artículo, el sistema proyecta dos haces de luz sobre una resina y la solidifica de manera casi inmediata en un proceso de polimerización. Además, dado que las piezas resultantes carecen de junturas o puntos de unión, son mucho más resistentes que las obtenidas con técnicas tradicionales.

Impresión 3D con moléculas

Si los ejemplos anteriores ofrecen nuevas formas de imprimir en 3D en la escala de lo visible, los investigadores del Instituto de Nanociencia Cuántica de Jülich en Alemania están aplicando estrategias parecidas a escala microscópica. En este caso se ha combinado el uso de inteligencia artificial y microscopios de efecto túnel para mover y colocar las moléculas a voluntad. Este avance abre la puerta a la fabricación de transistores moleculares con aplicaciones en computación cuántica.   

Las posibilidades de la impresión 3D son ilimitadas ya que, además de permitir la impresión de estructuras, alimentos o incluso órganos vivos, son una de las vías más prometedoras para la colonización de otros planetas. Así, la NASA y empresas privadas, están explorando el potencial de la impresión aditiva para construir estructuras en la Luna o incluso en Marte, tal como explicábamos en este vídeo. Si quieres aprender más sobre las posibilidades de la impresión 3D y otros avances tecnológicos, puedes suscribirte a nuestra newsletter al final de esta misma página.    

Fuentes:

• MIT