INVESTIGACIÓN Y DISEÑO


Tinta de madera para la impresión 3D

10/07/2019

CATEGORíA: Nuevos avances

Investigadores de la Universidad de Tecnología de Chalmers, Suecia, han conseguido imprimir en 3D con tinta a base de madera. Esta investigación podría revolucionar la fabricación de productos verdes.


 

 

Al emular la arquitectura celular natural de la madera, ahora presentan la capacidad de crear productos ecológicos derivados de árboles, con propiedades únicas, desde ropa, envases y muebles hasta productos para el cuidado de la salud y el cuidado personal.

 

La forma en que crece la madera está controlada por su código genético, que le otorga propiedades únicas en términos de porosidad, tenacidad y resistencia a la torsión. Pero la madera tiene limitaciones a la hora de procesarla. A diferencia de los metales y plásticos, no se puede fundir ni remodelar fácilmente, sino que debe ser aserrado, cepillado o curvado. Los procesos que implican la conversión, para hacer productos como papel, tarjetas y textiles, destruyen la ultraestructura subyacente o la arquitectura de las celdas de madera. Pero la nueva tecnología que se presenta ahora permite que, en efecto, la madera crezca exactamente en la forma deseada para el producto final, a través de la impresión 3D.

 

Al convertir previamente la pulpa de madera en un gel de nanocelulosa, los investigadores de Chalmers ya habían logrado crear un tipo de tinta que podía imprimirse en 3D. Ahora, presentan una progresión importante: interpretar y digitalizar con éxito el código genético de la madera, para que pueda instruir a una impresora 3D.

 

Esto significa que ahora, la disposición de las nanofibrillas de celulosa se puede controlar con precisión durante el proceso de impresión, para reproducir realmente la ultraestructura deseable de la madera. Ser capaz de gestionar la orientación y la forma significa que pueden capturar esas propiedades útiles de la madera natural.

 

Este es un gran avance en la tecnología de fabricación. Nos permite ir más allá de los límites de la naturaleza, para crear nuevos productos verdes sostenibles. Esto significa que los productos que hoy en día ya están basados ​​en el bosque ahora pueden imprimirse en 3D, en un tiempo mucho más corto. Y los metales y plásticos que se usan actualmente en la impresión 3D pueden reemplazarse con una alternativa renovable y sostenible", afirma el profesor Paul Gatenholm, quien ha dirigido esta investigación en el Centro de Ciencia de Madera Wallenberg en la Universidad de Tecnología de Chalmers.

 

Un avance adicional en investigaciones anteriores es la adición de hemicelulosa, un componente natural de las células vegetales, al gel de nanocelulosa. La hemicelulosa actúa como un pegamento, dando a la celulosa la fuerza suficiente para ser útil, de manera similar al proceso natural de lignificación, a través del cual se construyen las paredes celulares.

 

La nueva tecnología abre una nueva área de posibilidades. Los productos a base de madera ahora se pueden diseñar y "cultivar" a demanda, en un plazo muy reducido en comparación con la madera natural.

 

El grupo de Paul Gatenholm ya ha desarrollado un prototipo para un concepto de embalaje innovador. Imprimieron estructuras de panal de abeja, con cámaras entre las paredes impresas, y luego lograron encapsular partículas sólidas dentro de esas cámaras. La celulosa tiene excelentes propiedades de barrera al oxígeno, lo que significa que podría ser un método prometedor para crear envases herméticos para alimentos o productos farmacéuticos, por ejemplo.

 

"La fabricación de productos de esta manera podría generar grandes ahorros en términos de recursos y emisiones dañinas", dice. “Imagínese, por ejemplo, si pudiéramos comenzar a imprimir paquetes a nivel local. Significaría una alternativa a las industrias actuales, con una gran dependencia de los plásticos y el transporte que genera C02. El embalaje podría diseñarse y fabricarse a pedido sin ningún desperdicio ”.

 

También han desarrollado prototipos para productos sanitarios y ropa. Otra área donde Paul Gatenholm ve un gran potencial para la tecnología es en el espacio, creyendo que ofrece el primer banco de pruebas perfecto para desarrollar aún más la tecnología.

 

 

 

El material de origen de las plantas es fantásticamente renovable, por lo que las materias primas pueden producirse en el sitio durante un viaje espacial más largo, o en la luna o en Marte. Si usted está cultivando alimentos, probablemente habrá acceso tanto a la celulosa como a la hemicelulosa", dice Paul Gatenholm.

 

Los investigadores ya han demostrado con éxito su tecnología en un taller en la Agencia Espacial Europea, ESA, y también están trabajando con Florida Tech y la NASA en otro proyecto, que incluye pruebas de materiales en microgravedad.

 

Más información en www.mynewsdesk.com

 

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