Investigadores de Concordia han desarrollado un novedoso método de impresión 3D que utiliza hologramas acústicos.Y dicen que es más rápido que los métodos existentes y capaz de crear objetos más complejos.

El proceso, llamado impresión holográfica de sonido directo (HDSP), se describe en un artículo reciente de la revistaComunicaciones de la naturaleza.Se basa en unmétodo introducido en 2022que describía cómo las reacciones sonoquímicas en regiones de cavitación microscópica (pequeñas burbujas) crean temperaturas y presiones extremadamente altas durante una billonésima de segundo para endurecer la resina y convertirla enpatrones complejos.

Ahora, al incorporar la técnica en hologramas acústicos que contienen imágenes transversales de un diseño particular, la polimerización se produce mucho más rápidamente.Puede crear objetos simultáneamente en lugar de vóxel por vóxel.

Para conservar la fidelidad de la imagen deseada, elhologramapermanece estacionario dentro del material de impresión.La plataforma de impresión está unida a unbrazo robótico, que lo mueve basándose en un patrón diseñado por un algoritmo preprogramado que formará el objeto completo.

Muthukumaran Packirisamy, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica, Industrial y Aeroespacial, dirigió el proyecto.Él cree que esto puede mejorar la velocidad de impresión hasta 20 veces y al mismo tiempo utilizar menos energía.

"También podemos cambiar la imagen mientras se realiza la operación", afirma."Podemos cambiar formas, combinar múltiples movimientos y alterar los materiales que se imprimen. Podemos crear una estructura complicada controlando la velocidad de alimentación si optimizamos los parámetros para obtener las estructuras requeridas".

Un salto tecnológico

Según los investigadores, el control preciso de los hologramas acústicos le permite almacenar información de múltiples imágenes en un solo holograma.Esto significa que se pueden imprimir varios objetos al mismo tiempo en diferentes ubicaciones dentro del mismo espacio de impresión.

Como resultado, la holografía acústica será una plataforma de lanzamiento para la innovación en numerosos campos: puede utilizarse para crear estructuras tisulares complejas, sistemas localizados de administración de células y fármacos e ingeniería tisular avanzada.Las aplicaciones del mundo real incluyen la creación de nuevas formas de injertos de piel que pueden mejorar la curación y mejorarentrega de drogaspara terapias que requieren agentes terapéuticos específicos en sitios específicos.

Añade que, como las ondas sonoras pueden penetrar superficies opacas, el HSDP se puede utilizar para imprimir dentro de un cuerpo o detrás.material sólido.Esto puede resultar útil para reparar órganos dañados o partes delicadas ubicadas en lo profundo de un avión.

Los investigadores creen que HDSP tiene el potencial de ser una tecnología que cambie el paradigma.Lo compara con el avance 3D basado en la luz.tecnología de impresiónVimos con la evolución de la estereolitografía, en la que se utiliza un láser para endurecer un solo punto de resina hasta convertirlo en un objeto sólido, al procesamiento de luz digital, que cura capas enteras de resina simultáneamente.

"Puedes imaginar las posibilidades", dice."Podemos imprimir detrás de objetos opacos, detrás de una pared, dentro de un tubo o dentro del cuerpo. La técnica que ya utilizamos y los dispositivos que utilizamos ya han sido aprobados para aplicaciones médicas".