Investigadores de la UNSW, Australia, presentaron un nuevo método que permite reparar piezas de plástico impresas en 3D. El procedimiento no demanda el uso de temperaturas especiales o instrumentos complejos, sólo la aplicación directa de luz ultravioleta.
La solución se obtuvo añadiendo un componente especial a la resina líquida utilizada para imprimir piezas de plástico. Con el material resultante, se pueden realizar reparaciones rápidas y fáciles.
Luz UV para volver a unir piezas quebradas de plástico
Esto se puede hacer de manera muy simple, con la aplicación directa de una luz LED estándar en el plástico impreso a lo largo de aproximadamente una hora, provocando una reacción química y por consecuencia, la fusión de las dos piezas rotas.
Todo el proceso en realidad hace que el plástico reparado sea aún más fuerte de lo que era antes de dañarse. Se espera que tras un mayor desarrollo y comercialización de la técnica, se ayude a reducir los desechos químicos en el futuro. Al no necesitar que las piezas de plástico sean desechadas o incluso recicladas, estas podrían repararse simplemente incluso cuando permanezcan incrustadas en un componente que incluya muchos otros materiales.
«En muchos lugares donde se utiliza un material polimérico, se puede utilizar esta tecnología. Por lo tanto, si un componente falla, puede reparar el material sin tener que tirarlo», dijo el Dr. Nathaniel Corrigan. «Hay un beneficio ambiental obvio porque no tienes que volver a sintetizar un material nuevo cada vez que se rompe. Estamos aumentando la vida útil de estos materiales, lo que va a reducir los residuos plásticos», señaló también, en conversación con su casa de estudios.
El aditivo en polvo que utiliza el equipo de la UNSW es un tritiocarbonato, conocido como agente de transferencia de cadena de fragmentación de adición reversible (RAFT). El agente RAFT permite reorganizar la red nanoscópica de elementos que componen el material y permite fusionar las piezas rotas.
Este proceso toma aproximadamente 30 minutos, tiempo durante el que las luces UV LED deben brillar directamente sobre el plástico roto, obteniendo como resultado una reparación completa, finalizada después de aproximadamente una hora de reposo.
Los experimentos ejecutados con este método, incluída la demostración de un violín impreso en 3D (en la imagen superior de esta nota), muestran que la resistencia del plástico autorreparado se recupera por completo en comparación con su estado ininterrumpido original.
El equipo investigador comentó que la comercialización del proceso es posible dada la simplificación y la velocidad de su sistema en comparación con las formas existentes de reparar materiales impresos en 3D rotos.
«Hay otros procesos que hacen esto, pero dependen de la química térmica para reparar el material y, por lo general, se necesitan alrededor de 24 horas y múltiples ciclos de calentamiento para lograr el mismo tipo de resultado», dijo el Dr. Corrigan.
«Otra restricción a eso es que necesitas un horno que se calienta a alta temperatura y obviamente no puedes reparar el material plástico in situ, primero tendrías que desmontarlo del componente, lo que agrega un nivel de complejidad y retraso», señaló también. «Con nuestro sistema, puede dejar el plástico roto en su lugar y hacer brillar la luz sobre todo el componente. Solo los aditivos en la superficie del material se ven afectados, por lo que es más fácil y también acelera todo el proceso».
Esta nueva tecnología podría usarse potencialmente donde los materiales avanzados impresos en 3D se utilizan actualmente en componentes especializados de alta tecnología, incluyendo electrónica portátil, sensores e incluso alguna fabricación de zapatos.