Capas por capa hacia una mayor estabilidad: Nuevas posibilidades para la impresión 3D mediante tratamiento de plasma integrado

Funcionalización de superficies mediante una fuente de plasma integrada en la fabricación aditiva. © Fraunhofer IST, Paul Kurze

La fuente de puntos de plasma en acción: tratamiento de un componente impreso en 3D. © Fraunhofer IST, Paul Kurze / The plasma point source in action: treatment of a 3D printed component. © Fraunhofer IST, Paul Kurze

Los procesos de fabricación aditiva se caracterizan por construir las piezas capa por capa, por ejemplo, a partir de plásticos. La adhesión entre las capas individuales juega un papel importante, ya que influye significativamente en la estabilidad de las piezas impresas. En el Instituto Fraunhofer para Tecnología de Capas y Superficies IST, actualmente se desarrollan fuentes de plasma que pueden integrarse en las impresoras 3D y así permitir una modificación química dirigida de la superficie durante el proceso de impresión. Esto puede lograr, entre otras cosas, un aumento notable en la adhesión, lo que conduce a nuevas opciones para la fabricación de componentes impresos en 3D.

Con la ayuda de plasmas a presión atmosférica, las superficies pueden tratarse, limpiarse o funcionalizarse de manera específica. La estructura de las fuentes de plasma es variable y puede adaptarse a la aplicación: desde tratamientos puntuales en las superficies más pequeñas hasta el procesamiento de superficies de sustratos de varios metros de longitud. Dependiendo del tipo de tratamiento, se pueden lograr diversas funciones, como por ejemplo, controlar la adherencia de lacas y pinturas o ajustar la humectabilidad. Gracias a la combinación del tratamiento con plasma a presión atmosférica y la impresión 3D, es posible aplicar esta amplia gama de funciones también en el campo de la fabricación aditiva y así abrir nuevos campos de aplicación de la impresión 3D. Las posibilidades de uso son variadas: desde la fabricación en pequeñas series con modificación de superficie integrada para pasos posteriores como metalización o pegado, hasta la producción de componentes impresos en 3D más resistentes, y también el uso experimental de las fuentes de plasma. Las aplicaciones posibles se encuentran en la industria automotriz, en el sector aeroespacial o en la tecnología médica.

Actualmente, en el Instituto Fraunhofer IST se utiliza una llamada fuente de plasma de puntos, con la cual se pueden modificar estructuras impresas en una superficie relativamente pequeña con alta resolución. Lo especial de esto es que la fuente es lo suficientemente pequeña como para integrarse en una impresora 3D convencional. Esto permite que el tratamiento con plasma se realice directamente después de depositar las capas individuales, sin necesidad de realizar modificaciones mayores. El objetivo a largo plazo de estos trabajos es la integración de una fuente de plasma en anillo, que se coloque directamente alrededor de la boquilla de extrusión y así permita un tratamiento durante el proceso de impresión.