Un proyecto de investigación consigue convertir aceites vegetales en resinas biológicas aptas para la impresión 3D

Julius Adeyera, ingeniero de fabricación e investigador de la Georgia Southern University, convierte aceites vegetales en resinas de base biológica aptas para la impresión 3D como parte de un proyecto dirigido a hacer frente a los retos de la sostenibilidad. Adeyera ha descubierto una forma de producir materiales tan eficaces como las materias primas convencionales derivadas del petróleo, pero sin dañar el medio ambiente.

Las innovadoras resinas se fabrican a partir de aceites vegetales como la soja, el aceite de linaza y el aceite de tung, que son compatibles con las impresoras 3D comerciales que funcionan a una longitud de onda de 405 nm. Se trata de un gran avance en la búsqueda de nuevos materiales de origen biológico que ofrezcan las características mecánicas y de durabilidad necesarias para las aplicaciones industriales. «No se trata sólo de crear materiales más ecológicos, sino de diseñar una solución sostenible que sea tan buena o mejor que las resinas tradicionales», asegura Adeyera.

En el caso de la industria médica y la de la automoción, estas resinas de origen biológico se pueden utilizar en lugar de las resinas derivadas del petróleo en aquellas aplicaciones que requieren propiedades térmicas y mecánicas elevadas. Lo que hace tan especiales a estos materiales es la capacidad de formar matrices poliméricas con una alta densidad de reticulación, una característica que les proporciona una rigidez excepcional, un menor grado de contracción y una mayor resistencia al calor.

La base de esta investigación es la conversión química de aceites vegetales en acrilatos que luego pueden polimerizarse con luz UV. Tras esta exposición, las moléculas adquieren unas formas determinadas que les confieren las propiedades necesarias para ciertos usos.

Uno de los principales logros de Julius Adeyera es un trabajo realizado en calidad de coautor que tenía como objetivo adaptar el aceite de tung para su uso en la impresión 3D por chorro aglutinante. Mediante la alteración química de las propiedades endurecedoras y adhesivas de este aceite, él y un grupo de investigadores descubrieron un material que puede sustituir a los aglutinantes sintéticos. Este proyecto también ha demostrado que es viable aplicar los aceites vegetales a diferentes técnicas de AM, y que estas materias primas pueden servir como sustituto para los materiales derivados del petróleo. El estudio ha contado con la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. (NSF, por sus siglas en inglés).

Ahora que se ha comprobado que los aceites vegetales se pueden procesar a partir de recursos renovables para fabricar materiales de ingeniería, resultará más fácil perfilar una hoja de ruta que permita al sector manufacturero alcanzar una mayor sostenibilidad manteniendo la calidad. Las industrias —al margen de la impresión 3D— que requieren el uso de materiales duraderos y de alta eficacia también pueden utilizar este estudio como inspiración a la hora de evaluar sus cadenas de suministro.

«Mucha gente estaba convencida de que los materiales de origen biológico no podían ajustarse a los estándares de fabricación modernos», explica Adeyera. «Nuestro trabajo ha dejado patente que eso ya no es cierto y, ahora que estamos pendientes de la publicación de varios proyectos relacionados, nuestras aportaciones a la ciencia de los materiales están llamadas a redefinir las posibilidades que ofrecen las innovaciones de base biológica».