Investigadores han desarrollado resinas de impresión 3D reciclables

Investigadores de la Universidad de Birmingham han desarrollado un nuevo tipo de resina reciclable, hecha de materiales de origen biológico, para su uso en aplicaciones de impresión 3D. En un estudio publicado en Nature, los investigadores han demostrado que se pueden producir estructuras impresas en 3D de alta resolución a partir de una materia prima enteramente de origen biológico. Una vez que llegan al final de su vida útil, los productos pueden reciclarse dentro de un sistema de circuito casi completamente cerrado.

Las resinas de fotopolímero se utilizan habitualmente en la producción de piezas impresas en 3D personalizadas. Sin embargo, si bien las tecnologías para mejorar la resolución de la impresión 3D y su velocidad de producción han logrado avances considerables, las resinas en sí han cambiado poco desde que surgió el proceso en la década de 1980.

“Nuestro enfoque representa un gran paso adelante respecto de la dependencia de resinas imprimibles en 3D elaboradas a partir de petroquímicos, que no se pueden reciclar de manera eficiente. Aunque todavía necesitamos mejorar las propiedades de la nueva resina, esta investigación abre nuevas e interesantes vías de desarrollo”, afirmó el profesor Andrew Dove, de la Facultad de Química de la Universidad de Birmingham.

Los materiales base, normalmente resinas epoxi o acrílicas, proceden principalmente de materias primas petroquímicas. Aunque se han logrado algunos avances en el uso de resinas más sostenibles derivadas de la biomasa, la reciclabilidad de estas aún es limitada, porque dependen de la creación de enlaces irreversibles a medida que la resina se endurece. Para romper estos vínculos, se deben agregar productos químicos adicionales en cada etapa, lo que resulta en un “efecto bola de nieve”, donde la única forma de reciclar material es producir más.

En cambio, el equipo liderado por Birmingham ha logrado, por primera vez, producir una resina de fotopolímero que puede imprimirse en alta resolución pero que luego puede descomponerse en sus partes constituyentes, reciclarse y reimprimirse, con la adición de sólo una pequeña cantidad. de fotoiniciador para mantener las propiedades curables del material.

“Nuestro enfoque representa un gran paso adelante respecto de la dependencia de resinas imprimibles en 3D elaboradas a partir de productos petroquímicos, que no se pueden reciclar de manera eficiente. Si bien todavía tenemos mejoras que realizar en las propiedades de la nueva resina, esta investigación abre nuevas e interesantes vías de desarrollo”, afirmó el investigador principal, el profesor Andrew Dove.

La materia prima para el proceso es el ácido lipoico, una molécula de ácido graso natural que se vende comúnmente como suplemento dietético. El equipo creó una combinación de dos monómeros de ácido lipoico a partir de los cuales pudieron producir una resina que podría reciclarse en los monómeros o directamente en la molécula original para su reciclaje.

En el estudio, los investigadores completaron dos “reciclajes”, pero esperan que sea posible realizar más.

Los usos del material podrían incluir industrias donde se utiliza la creación rápida de prototipos para probar productos antes de pasar a la producción en masa. Si bien el material es actualmente más flexible de lo que se usa comúnmente en la industria, las aplicaciones futuras podrían incluir piezas de automóviles, componentes médicos y dentales e incluso diseño de joyas.

“Permitir el reciclaje en la industria de la impresión 3D mediada por luz es esencial, ya que es un método de producción de materiales en rápida expansión. Ahora tenemos la posibilidad, con nuestra tecnología, de ayudar a garantizar que el reciclaje se convierta en una característica integrada de la impresión 3D”, afirmó Josh Worch, investigador codirector.

La Universidad de Birmingham Enterprise ha presentado una solicitud de patente que cubre la resina y su uso en la impresión 3D.

Sobre Andrea Gambini

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