3D

Objetos 3D: conoce cómo se fabrican a partir del sonido

La impresión de objetos 3D ha revolucionado la fabricación de diversas piezas. Cualquier proyecto que puedas imaginar puede ser creado manejando esta tecnología, desde juguetes hasta esculturas, automóviles y mucho más. Es una herramienta moderna y versátil que cambiará la forma en la que diseñamos, fabricamos y consumimos productos. ¿Qué nuevas innovaciones se tienen al respecto?

Tal como se ha señalado, esta tecnología imprime objetos tridimensionales a partir de un modelo digital. Esto abre un mundo completamente nuevo de posibilidades creativas. Desde impresoras hasta escáneres 3D, esta tecnología nos ofrece herramientas prácticas para diseñar y fabricar objetos innovadores.

Objetos 3D a partir de hologramas

La tecnología de hologramas ultrasónicos es una innovación que se está convirtiendo, velozmente, en una herramienta fundamental para la fabricación de objetos 3D. Se basa en la producción de ondas ultrasónicas que generan objetos tridimensionales de forma rápida y precisa. ¿Cómo es posible esto?

  • Se envía una señal de ultrasonido a una superficie de un material específico, como una lámina de plástico o una placa de metal.
  • La señal genera una forma tridimensional en la superficie. Cada punto de dicha superficie contiene una pequeña cantidad de energía ultrasónica.
  • La energía puede ser moldeada para la creación de objetos 3D, con precisión y rapidez.

Crear objetos 3D con sonido: ¿es posible?

La respuesta es SÍ. Investigadores del Max Planck de Investigación Médica y la Universidad de Heidelberg generaron una nueva tecnología para ensamblar materia en 3D.

El estudio, publicado en la revista Science Advances, destaca las bondades del ultrasonido, debido a las siguientes particularidades:

  • Es amable y no tóxico para las células.
  • El ensamblaje, sin contacto, ayuda a mantener un ambiente estéril y protegido.

Estos científicos partieron del hecho de que las ondas de sonido ejercen fuerzas sobre la materia. Si no lo crees, recuerda cuando fuiste a un concierto y experimentaste las ondas de presión de un altavoz. Seguramente, habrás sentido una energía diferente en tu cuerpo que hasta pudo dejarte sin respiración.

El artículo destaca que este hallazgo es prometedor para la generación rápida de prototipos, especialmente en la biofabricación. Esto es debido a que los procesos tradicionales suelen ser más lentos y aplican presión mecánica o química a las células biológicas. De hecho, antes de alcanzar este gran logro, probaron con campos ópticos, magnéticos y eléctricos.

Objetos 3D
Imagen de Brand Factory.

Particularidades del experimento

El estudio empleó ultrasonido de alta frecuencia e inaudible para el oído humano. ¿En qué consistió la experiencia?

  • Emplearon placas impresas en 3D diseñadas para generar un campo sonoro determinado.
  • Aglutinaron partículas y células flotantes en el agua y las juntaron para crear formas tridimensionales.
  • Tras la combinación de estas placas, con diseños diferentes, se creó un holograma acústico con una forma tridimensional específica.
  • Se utilizaron materiales como perlas de vidrio, hidrogel e incluso células biológicas.
  • Las estructuras pueden ser fijadas a través de la gelificación (texturas gelatinosas) del medio circundante.
  • No se requiere de ondas opuestas, superficies de apoyo o de andamios.

Esto contrasta con los métodos tradicionales, ya que en investigaciones previas se añadían capas tras capas de materia y se unían hasta obtener el objeto 3D. Ahora, es posible empujar la materia sin tocarla, físicamente.

Es como si tuvieras un molde invisible y a partir de allí —con las ondas como insumo principal— elaboras tu pieza. El equipo de investigadores pudo crear objetos como una paloma, una figura en 8 y una hélice. 

Por otro lado, recurrieron a un desafío computacional mediante el uso de tarjetas de juego que crean mundos 3D complejos. Asimismo, usaron el TensorFlow de Google, un código popular para el aprendizaje automático y la inteligencia artificial (IA).

Aplicaciones futuras de estudio

Los autores de la investigación son enfáticos en torno a la versatilidad y capacidad del método en diferentes materiales. Es así que estos aseguran que podría funcionar para la fabricación de andamios o para el ensamblaje directo de tejido biológico. Otros usos maravillosos de los objetos 3D con ultrasonido serían:

  • Terapia médica.
  • Administración de fármacos dirigidos.
  • Neuroestimulación.

Igualmente, hay referencia a que otros grupos de investigadores han demostrado la posibilidad de lo anterior. En especial, en la creación de prototipos y en la ingeniería de tejidos.

Objetos 3D con ondas: toda una realidad

Tal como pudimos observar, este gran avance podría traer innovaciones en el sector médico y farmacéutico. Lo más importante es que hay diversos investigadores trabajando en ello y, sobre todo, haciendo realidad lo que parecía imposible.

Imagen de Brand Factory.

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