La impresión 3D ha ampliado las posibilidades de crear piezas cerámicas con formas complejas, pero un desafío de larga data ha limitado su uso en aplicaciones de alta precisión. Durante el procesamiento a alta temperatura, las cerámicas impresas se encogen significativamente y pierden precisión dimensional debido a la eliminación de grandes cantidades de aglutinante polimérico. Este desgaste del aglutinante provoca a menudo deformaciones y defectos en las piezas cerámicas finales.
Un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Taiwán (NTU) ha desarrollado una estrategia prometedora para superar el problema de larga data. Al diseñar una suspensión altamente concentrada para la impresión 3D, el equipo produjo con éxito piezas cerámicas que se encogen menos del 6,5 por ciento después de la sinterización, estableciendo un nuevo estándar de precisión dimensional en cerámica impresa en 3D. El estudio fue publicado en Fabricación aditiva.
El avance consiste en empaquetar cantidades excepcionalmente grandes de partículas cerámicas en una resina fotopolimerizable mientras se mantiene un flujo suave durante la impresión 3D. Al ajustar cuidadosamente la compatibilidad de partículas con resina y optimizar las distribuciones de tamaño de partículas para un envasado más eficiente, los investigadores crearon una suspensión llena de sólidos que contiene un 83 por ciento de cerámica que aún fluye suavemente para una impresión 3D confiable.
Debido a que las piezas verdes impresas contienen sólo un 17 por ciento de polímero, se elimina mucho menos material durante el calentamiento, lo que reduce en gran medida la contracción de los componentes cerámicos finales. Las piezas cerámicas complejas, como las estructuras similares a turbinas, alcanzaron una densidad casi total y conservaron características intrincadas con notable precisión.
«Esta estrategia representa un hito importante en la impresión 3D de cerámica», dice el coautor correspondiente, el Dr. Ying-Chih Liao, profesor de ingeniería química en la Universidad Nacional de Taiwán. «Por primera vez, se puede lograr precisión y complejidad integrando el diseño de materiales, la impresión y el tratamiento térmico en una estrategia unificada».
Dirección de correo electrónico del profesor Ying-Chih Liao: (correo electrónico protegido)
