Esta impresora 3D cabe en la mano
Publicado por Cédric,
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Nature Light Science & Applications
Otros Idiomas: FR, EN, DE, PT
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Nature Light Science & Applications
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Este diminuto dispositivo podría permitir a un usuario crear rápidamente objetos personalizados y de bajo costo en movimiento, como una sujeción para reparar una rueda de bicicleta tambaleante o un componente para una operación médica.
Créditos: Sampson Wilcox, RLE
El dispositivo de demostración está compuesto por un único chip fotónico milimétrico, que emite haces de luz reconfigurables en una resina líquida.
Esta resina se endurece instantáneamente cuando se expone a la luz visible emitida por el chip. A diferencia de las impresoras 3D tradicionales, el prototipo no tiene ninguna pieza móvil. Se basa en una red de diminutas antenas ópticas para orientar el haz de luz con precisión.
Combinando fotónica en silicio y fotoquímica, el equipo de investigación logró imprimir patrones bidimensionales arbitrarios, como las letras "MIT", en unos pocos segundos. Jelena Notaros, profesora en el MIT y autora principal del estudio, describe esta tecnología como una reinvención de la impresora 3D: "Este sistema replantea completamente lo que es una impresora 3D. Ya no se trata de una gran caja colocada en un banco en un laboratorio creando objetos, sino de algo portátil. Es emocionante pensar en las nuevas aplicaciones que podrían surgir y en cómo podría cambiar el campo de la impresión 3D".
Los investigadores imaginan a largo plazo un sistema en el que un chip fotónico colocado en el fondo de un pozo de resina emitiría un holograma 3D de luz visible, permitiendo endurecer un objeto completo en una sola etapa. Una impresora 3D portátil de este tipo podría revolucionar muchos campos, particularmente el médico, permitiendo la creación de componentes a medida directamente en el lugar de uso.
(a) Impresora 3D comercial típica con un chip fotónico (encuadrado en negro) para comparación y (b) un chip fotónico fabricado y empaquetado.
(c) Diagrama conceptual de la impresora 3D basada en chip propuesta, mostrando un holograma formado por un chip en una cámara de resina (no a escala).
(d) Diagrama conceptual de la impresora 3D basada en chip inspirada en la estereolitografía demostrada en este trabajo (no a escala)
El prototipo se basa en un chip fotónico de 160 nanómetros de grosor (en comparación, una hoja de papel mide 100 000 nanómetros de grosor). Alimentado por un láser externo, el chip emite un haz de luz en una resina fotopolimerizable, endureciéndola donde el haz incide. Para controlar este haz, los investigadores utilizan moduladores compactos de cristal líquido, integrados en el chip y ajustados mediante un campo eléctrico.
La estrecha colaboración entre el grupo de Notaros del MIT, especializado en fotónica en silicio, y el grupo de Page de la Universidad de Texas en Austin, experto en resinas fotopolimerizables, ha sido esencial. Juntos, ajustaron las formulaciones químicas para obtener una resina de larga duración y de curado rápido.
Sabrina Corsetti, estudiante de posgrado en ingeniería eléctrica e informática, precisa: "Aquí nos encontramos a mitad de camino entre la fotoquímica estándar y la fotónica del silicio utilizando resinas que se endurecen con luz visible y chips que emiten luz visible para crear esta impresora 3D en chip. Es una fusión de dos tecnologías en una idea totalmente nueva".
Las perspectivas de aplicación de esta tecnología son amplias. Además de los usos médicos y de prototipado rápido, el equipo aspira a desarrollar un chip capaz de generar hologramas 3D, mejorando así la eficiencia de la impresión 3D.