Han desarrollado un método de prueba no destructivo para piezas impresas en 3D que utiliza nanopartículas de oro para identificar visualmente los defectos, como la falta de capas de impresión que se producen durante el proceso de fabricación.

La capacidad de evaluar con precisión la integridad estructural de las piezas impresas en 3D es un paso crítico en el avance de la fabricación aditiva.

Hay que garantizar que las piezas impresas en 3D se fabriquen exactamente como fueron diseñadas y que no haya defectos de material en el producto final que puedan provocar fallos.

Pueden ser causados por una boquilla de impresión obstruida, una mala extrusión del material u otros factores. Si los efectos no se detectan, pueden reducir la resistencia y el rendimiento de las piezas y los materiales impresos y provocar un fallo prematuro del material.

Los investigadores crean un filamento funcional de base termoplástica con la nanopartícula de oro ya añadida a través de un proceso de disolución, mezcla, secado y trituración. El filamento de oro basado en nanopartículas, que es compatible con los sistemas de impresión 3D disponibles en el mercado, se extruye, se seca y se prensa en filamentos de polímero de oro llenos de nanopartículas, o tubos delgados, que pueden utilizarse en impresoras 3D estándar.

Las nanopartículas de oro incrustadas son capaces de proporcionar una indicación del estado del material en tiempo real.

La inspección visual de una pieza normalmente no puede detectar la falta de capas de impresión. Pero los materiales impresos con las nanopartículas de oro sí ofrecen una seña visual.

Cuando se aumenta la concentración de nanopartículas, la intensidad de la absorbancia también aumenta. La tecnología también es comercialmente viable y escalable para aplicaciones industriales.

La posibilidad de diseño de materiales para la fabricación aditiva continuará creciendo a medida que otros campos y procesos industriales comiencen a adoptar la tecnología para la producción a mayor escala.

Las nanopartículas de oro están también iluminando defectos en objetos impresos en 3D

Los defectos en las piezas impresas en 3D pueden causar todo tipo de problemas, pero a menudo son tan pequeños que no se pueden detectar fácilmente. Incrustaron nanopartículas de oro dentro del material de impresión en 3D, una vez que un objeto se imprime en 3D, las nanopartículas de oro aparecen en un color granate profundo, resaltando cualquier defecto.

Los materiales impresos en 3D son cada vez más comunes en nuestra vida diaria, desde bienes y productos de consumo hasta demostraciones de automóviles y hogares impresos en 3D.

Pero puede haber problemas en el procesamiento de materiales impresos en 3D. Pueden aparecer pequeños defectos o faltar capas de impresión. Pueden comprometer y debilitar la integridad estructural de los productos impresos en 3D, causando fallos.

Es similar al oro de un anillo, pero tiene propiedades ópticas únicas que no se degradan con el tiempo. Esta es una de las primeras aplicaciones que utiliza oro para la detección de defectos.

Después de que una pieza se imprime en 3D con el material mezclado con oro, se coloca en un espectrofotómetro para detectar defectos. Las piezas impresas en 3D pueden ser autodeclarativas. Se autorreportan los defectos.

El hecho de poder localizar fácilmente los defectos en las piezas impresas en 3D ahorrará dinero, tiempo y materiales, y garantizará que las piezas finales funcionen al máximo, sin que surjan sorpresas desagradables después de la puesta en servicio de la pieza. La tecnología de las nanopartículas de oro también puede utilizarse para muchas otras aplicaciones.

También las están incrustando nanopartículas de oro en el filamento para ayudar a detectar problemas dentro de los objetos impresos en 3D.

Los científicos están encontrando formas de utilizar las nanopartículas de oro para mejorar la impresión en 3D.

El proceso comienza mezclando nanopartículas de oro en un polímero plástico disuelto, dispersándolo uniformemente por todo el plástico. Una vez que el medio se seca y endurece, el plástico se extrude en un firmamento de polímero que se incrusta con nanopartículas de oro. Este material puede ser usado con impresoras FDM 3D estándar.

Hay que escanear la luz a través de la superficie de la muestra y ver dónde disminuye la absorbancia en su interior, lo que indica un defecto en ese material. Un defecto se puede encontrar con una sola medición no destructiva. Es muy rápido. No hay que depender de grandes sistemas de detección que tienen sensores colocados por toda la pieza.