Una nueva investigación ha optimizado ciertos polímeros para que se puedan estirar de manera programada una vez impresos en 3D.
Apenas han llegado a los hogares y las empresas las impresoras 3D y la próxima evolución de esta tecnología ya se está gestando en los laboratorios. De la impresión 3D al 4D hay un paso decisivo: lo materiales que salen de la máquina pueden modificar su forma a posteriori. Esto lo hacen de manera programada, según los cálculos llevados a cabo anteriormente por los científicos. Hasta el momento estos cálculos permitían que las estructuras se doblaran, ahora también habrá polímeros que se puedan estirar.
Un trabajo de investigación publicado en la revista Scientific Reports ha derivado en un nuevo procedimiento para crear materiales que no solo se pueden doblar sino que también se estiran. Los resultados se han obtenido gracias a la colaboración de un equipo de científicos del MIT, el fabricante de impresoras 3D Stratasys y el desarrollador de software especializado en 3D Autodesk.
El hecho de que los materiales se puedan estirar es un avance para la impresión 4D, pues es la primera vez que la estructura puede incrementar su extensión. La capacidad de doblarse de forma programada ya existía, pero esta investigación abre nuevas oportunidades. Ni que decir tiene esto también suma complejidad a la ecuación. Resulta más difícil programar cómo evolucionará un material una vez impreso, pues se introduce una variable más.
La cuarta dimensión es el tiempo
El paso de la impresión 3D al 4D supone la suma de una dimensión que no es otra que el tiempo, el que tarda la estructura en definir su forma. Así lo describe Skylar Tibbits, invetigador del Departamento de Arquitectura del MIT, que dirige además el MIT Self-Assembly Lab. Los científicos han desarrollado algoritmos para calcular de qué manera cada una de las partes de un objeto tienen que doblarse y estirarse para que este logre su nueva forma.
Anteriormente se habían creado materiales que modificaban su estructura cuando se calentaban o se sumergían en agua aparatosamente. El trabajo de Tibbits y su equipo quería que el objeto impreso estuviera listo para deformarse de la forma más directa posible. Lo primero era crear el material, para lo que han trabajado con Stratasys, que tiene experiencia en la síntesis de polímeros.
Los científicos crearon un diseño que permite alargarse a ciertos segmentos de un material para impresión 3D. A partir de ahí midieron cuál era la relación entre las capas rígidas y las que tenían capacidad de expandirse. Una vez conocida esta información entró Autodesk en el trabajo, con el fin de desarrollar un programa de simulación para prever cómo modificarían su estructura los objetos impresos.
