Impresión 4D, ¿el siguiente paso?

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Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (ICMA), han desarrollado una plataforma de impresión 4D de materiales con la que se pueden preparar estructuras capaces de transformarse si se exponen a un estímulo externo. Gracias a esta tecnología se podrían fabricar músculos artificiales y elementos complejos que se deformen de forma controlada realizando funciones robóticas.

La impresión 3D consiste en la adición de material de manera digital para crear objetos complejos tridimensionales. Es muy útil, por ejemplo, en el prototipado rápido de objetos complejos o para fabricar objetos personalizados a medida y su desarrollo seguirá impactando cada vez más en ámbitos como la medicina y la industria 4.0. Sin embargo, una vez imprimidos, estos objetos se quedan tal cual, inanimados. Por eso, estos investigadores se han aproximado con esta investigación al concepto de impresión 4D. Se trata de ir un paso más allá, porque añade el tiempo como dimensión y consiste en la impresión 3D de materiales que responden a estímulos externos, de manera que el objeto impreso va a cambiar en el tiempo al ser expuesto a un estímulo adecuado, por ejemplo temperatura, han informado desde el ICMA, centro mixto del CSIC y la Universidad de Zaragoza.

Como resultado, se ha desarrollado una plataforma de impresión de polímeros de cristal líquido que responden a un estímulo externo, como es la temperatura, si bien en el caso de otros materiales pueden hacer lo propio con luz, humedad, campos magnéticos o eléctricos. La clave para controlar la deformación de estos objetos, han indicado desde el ICMA, “está en la orientación microscópica que adquiere el material durante el proceso de impresión, que permite controlar con precisión la magnitud y la dirección de las fuerzas que va a ejercer luego el material impreso al ser excitado con temperatura”. Todo ello permite programar la transformación de estas estructuras impresas hacia formas complejas tridimensionales.

Asimismo, los investigadores han afirmado que el carácter aditivo de esta tecnología de impresión 4D “permite pensar en la preparación de elementos estructurados microscópicamente y a la vez fabricados a gran escala que pueden realizar una gran cantidad de trabajo con mucha precisión”. De esta forma, podrían funcionar como auténticos músculos artificiales.

Áreas de aplicación

Según este estudio, esta impresión 4D tiene una potencial aplicación en áreas como la háptica (la denominada ciencia del tacto), la biomedicina o la óptica adaptativa. De hecho, “las protuberancias formadas por estos materiales al ser excitados tienen gran potencial para la generación de superficies que ofrezcan sensaciones al tacto tales como dispositivos de lectura braille”. Y, por ejemplo, en el ámbito de la óptica adaptativa se han creado lentes cuya focal puede regularse de manera controlada con la temperatura.

Congreso IA

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