La impresión 3D de Salt Framework podría construir estructuras complejas


Las científicas de materiales Nicole Kleger y Simona Fehlmann han desarrollado un proceso de impresión 3D para hacer plantillas de sal para construir objetos complejos con poros pequeños que podrían tener una amplia gama de aplicaciones.

Componentes de metal ligero hechos de diferentes materiales, que se crearon con estructuras de sal impresas en 3D (cubos blancos) (Crédito: Kilian Kessler)

Muchos investigadores están buscando formas de obtener implantes óseos biodegradables para restaurar la función ósea normal, esto evitaría la necesidad de una segunda cirugía para el material óseo. Entonces, los científicos desarrollaron un proceso de impresión 3D para imprimir un marco de sal, que luego llenaron con magnesio líquido. Una vez que el metal ligero se ha enfriado y endurecido, los investigadores filtran la estructura salina, creando un objeto hecho de magnesio altamente poroso que sería adecuado, por ejemplo, como implante óseo biodegradable.

"Si pierdes un diente, la mandíbula que se encuentra debajo se desintegra muy rápidamente", explica Kleger. Antes de que se pueda colocar un implante dental, primero se debe reconstruir el hueso. Actualmente, los cirujanos requieren material óseo de la cadera para que sirva como un segundo sitio quirúrgico. Por lo tanto, podrían optar por implantes óseos hechos a medida hechos de aleaciones de magnesio, a los que pueden migrar las células formadoras de hueso y que se degradan con el tiempo. Kleger y Fehlmann pudieron implementar su proceso para obtener exactamente este tipo de implante.

El diario Materiales avanzados informó que los investigadores, junto con un equipo interdisciplinario, mejoraron y modificaron su proceso para producir estructuras de sal más complejas con poros aún más finos. Los investigadores, dirigidos por Kleger y Fehlmann, utilizaron una máquina de estereolitografía y tinta a base de partículas de sal en lugar de utilizar una impresora de extrusión, que imprime filamentos delgados de pasta de sal en un patrón similar a una cuadrícula desde una boquilla fina.

Cuando se mezcla con monómeros adecuados, la tinta se vuelve sensible a la luz. Esto permite que los monómeros se combinen y formen polímeros duros una vez expuestos a la luz, lo que ayuda a construir estructuras complejas capa por capa. La estructura de sal resultante sirve luego como molde o plantilla negativa para rellenar con otro material.

En el siguiente paso de este proceso innovador, los científicos de materiales rellenaron las estructuras prefabricadas con magnesio y aluminio, además de plástico, o las recubrieron con material compuesto de carbono. Con su nueva tecnología, los investigadores pueden producir objetos significativamente más complejos y también reducir el tamaño de los poros de 0,5 milímetros a 0,1 milímetros.

Esta investigación produce andamios tridimensionales para cultivos celulares y puede ser útil en los viajes espaciales, ya que "en las misiones espaciales, el peso es dinero", dice Kleger. Los componentes de metal ligero producidos con él serían ideales para su uso en naves espaciales o cohetes.

Haga clic aquí para ver el trabajo de investigación publicado




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