HRL Laboratories y Prodways impulsan la impresión 3D de cerámica

HRL Laboratories, una empresa conjunta de investigación propiedad de General Motors y Boeing, y Prodways, una compañía especializada en la industria de la fabricación aditiva, están trabajando codo con codo en una iniciativa dirigida a ampliar las fronteras de la ciencia de los materiales. Aunando la experiencia de la primera en el ámbito de la cerámica con la tecnología de proyección digital de luz de alta resolución de la segunda, ambas compañías están demostrando que la cerámica derivada de polímeros (PDC) puede ser la respuesta para solventar los retos que desde hace tiempo plantea la impresión 3D de cerámica.

A diferencia de los métodos tradicionales basados en el uso de polvos, la PDC empieza como un polímero líquido que puede moldearse para elaborar componentes complejos antes de transformarse en una cerámica ligera y resistente al calor mediante un proceso de pirólisis a alta temperatura. Este nuevo sistema, que da prioridad al modelado, evita muchos de los problemas de ingeniería relacionados con la combustión del aglutinante y la sinterización. Se trata de una tecnología que podría tener un enorme potencial en sectores como el aeroespacial, el energético y el de la defensa, en los que la fiabilidad en condiciones extremas es imprescindible.

Utilizando el sistema DLP ProMaker L5000 de Prodways, los científicos de HRL han producido una serie de cerámicas de oxicarburo de silicio totalmente densificadas. Los experimentos han revelado que el control del material de refuerzo es fundamental: las partículas pequeñas finamente dispersas mejoran la resistencia, mientras que las inclusiones de gran tamaño provocan microfisuras durante el proceso de transición del polímero a la cerámica.

Esta iniciativa conjunta apunta a un futuro en el que las formulaciones de resina optimizadas y las geometrías de refuerzo permitirán producir componentes cerámicos de grado aeroespacial sin defectos directamente a partir de precursores poliméricos. Más allá de demostrar la viabilidad de la tecnología, este estudio ha sentado las bases para diseñar compuestos de matriz cerámica más resistentes mediante la AM.

Para HRL y Prodways, el proyecto constituye un ejemplo perfecto del tipo de colaboración intersectorial que está cobrando una importancia fundamental en el ámbito de la fabricación aditiva: una alianza entre el campo de la investigación avanzada y las plataformas industriales que permitirá que nuevos materiales superen la fase de demostración a escala de laboratorio y comiencen a aplicarse en el mundo real.