El resultado de un nuevo método para imprimir objetos que utilizan resinas novedosas proporcionan flexibilidad, fuerza y complejidad similar a lo que se encuentra en la naturaleza. Crédito: La Universidad de Texas en Austin.
Inspirada en cómo la naturaleza combina la tenacidad y la flexibilidad, como la estructura rígida del hueso rodeada de cartílago flexible, todos con propiedades geométricas elegantes y precisas, los investigadores de la Universidad de Texas en Austin han desarrollado un nuevo método de impresión 3D de 3D que fusiona las propiedades suaves y de Hard en un objeto único con diferentes colores de la luz.
Este avance podría allanar el camino para las prótesis de próxima generación, dispositivos médicos flexibles y electrónica estirable que se mueven naturalmente con el cuerpo, al igual que una articulación o ligamento humano. El proceso se describe en un papel Publicado hoy en Nature Materials.
“Lo que realmente me motivó a mí y a mi grupo de investigación es analizar materiales en la naturaleza”, dijo Zak Page, profesor asistente de química en UT Austin y autor correspondiente. “La naturaleza hace esto de manera orgánica, combinando materiales duros y blandos sin falla en la interfaz. Queríamos replicar eso”.
A papel relacionado Publicado el 29 de mayo en ACS Central Science de Page y otros autores, describe el trabajo adyacente, que los editores de la revista elogiaron en un comentario de “primeras reacciones”, diciendo que el trabajo representa “el futuro de la impresión 3D” y muestra “cómo la luz simplemente como una herramienta para curar la resina, pero como un escultor finamente sintonizado, puede impulsar la próxima generación de la fabricación adicional de la fabricación adicional”.
“Este enfoque podría hacer que la fabricación aditiva sea más competitiva para la producción de mayor volumen en comparación con los procesos tradicionales como el moldeo por inyección. Igualmente importante, abre nuevas posibilidades de diseño”, dijo Keldy Mason, autor principal del último estudio y un estudiante graduado en el laboratorio de Page. “Esto brinda a los ingenieros, diseñadores y fabricantes más libertad para crear”.
Flexión unidireccional manual y recuperación de una estructura de “articulación de la rodilla” durante cuatro ciclos seguido de la eliminación de la fuerza. El video se reproduce a doble velocidad. Crédito: la Universidad de Texas en Austin
Uno de los mayores desafíos para crear objetos con propiedades físicas muy diferentes es que los materiales tienden a fallar en la interfaz o en el punto en que entran en contacto. Piense en cómo la suela de goma de una zapata se separará con el tiempo de la tela de malla más suave sobre él.
El nuevo método de impresión 3D utiliza una resina líquida de diseño personalizado y un sistema de impresión de doble luz que activa diferentes reacciones químicas dependiendo del color de la luz utilizada. Al brillar luz violeta, la resina se cura en un material elástico y de goma. Pero en áreas golpeadas con luz ultravioleta de mayor energía, se vuelve rígida y fuerte. El resultado es un objeto con distintas zonas de suavidad y dureza hecha en una sola impresión.
“Construimos una molécula con ambos grupos reactivos, por lo que nuestras dos reacciones de solidificación podrían” hablar entre ellos “en la interfaz”, dijo Page. “Eso nos da una conexión mucho más fuerte entre las partes suaves y duras, y puede haber una transición gradual si lo queremos”.
El equipo demostró el sistema imprimiendo una articulación de rodilla pequeña pero funcional con ligamentos flexibles y huesos rígidos que se mueven suavemente. También crearon un prototipo de dispositivo electrónico estirable con un cable de oro montado en una tira que podría doblarse y estirarse en partes, pero con una sección más rígida para evitar que el circuito se rompa.
Lo más destacado del proceso de disolución de apoyo general. Crédito: la Universidad de Texas en Austin
“Honestamente, lo que más me sorprendió fue lo bien que funcionó en el primer intento. Eso casi nunca sucede con las resinas de impresión 3D”, dijo Page. “También nos sorprendió lo diferentes que eran las propiedades. Las piezas blandas se estiraban como una banda de goma y se recuperaban. Las piezas duras eran tan fuertes como los plásticos utilizados en los productos de consumo”.
El proceso también funciona más rápido y con una mejor resolución que los enfoques anteriores. Y debido a que la configuración de la impresora es relativamente simple y asequible, la tecnología podría ser accesible para investigadores, hospitales y educadores.
“Podría usarse para prototipos de modelos quirúrgicos, sensores portátiles o incluso robots blandos”, dijo Page. “Hay mucho potencial aquí”.
Más información: resinas híbridas epoxi-acrilato para la impresión 3D multimaterial selectiva de longitud de onda, Nature Materials (2025). Dos: 10.1038/s41563-025-02249-z
Keldy S. Mason et al, Multicolor Digital Light Processing 3D Printing permite soportes disueltos para estructuras independientes y sin ensamblaje, ACS Central Science (2025). Doi: 10.1021/acscentsci.5c00289
Proporcionado por la Universidad de Texas en Austin
Cita: la técnica de impresión 3D de doble luz permite la combinación perfecta de materiales flexibles y rígidos (2025, 30 de junio) recuperada el 30 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-dual-3d-technique-enables-seamless.html
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