Las tecnologías de UV y EB existen desde hace muchos años ya, haciendo posible el curado rápido y eficaz de, por ejemplo, suelos/panelas de madera y recubrimientos arquitectónicos, y -más recientemente- el curado rápido de tintas de impresión, especialmente para etiquetas y embalajes, para producir una rapidez de prensa más alta. Y eso no es todo. Hoy en día, utilizando la tecnología UV/EB, los objetos 3D se pueden crear en plástico desde un archivo digital. Esto es el nuevo foco de una serie de industrias mucho más amplia, de dispositivos médicos a juegos, joyería a medida, electrónicos y componentes automóviles. Todas estas aplicaciones nuevas incluyen el curado por radiación.
Según un informe publicado recientemente de Markets and Markets1, con sede en EEUU, el mercado mundial de la impresión 3D/fabricación aditiva -incluyendo las máquinas de impresión 3D, materiales de impresión y proveedores de soluciones- está creciendo muy rápido. Se espera que consiga un valor de 8.430 millones de dólares en 2020, con una tasa de crecimiento anual consolidada de 14,37%, entre 2014 y 2020.
Los recubrimientos industriales tradicionales -especialmente los recubrimientos para maderas (el mercado de uso final en general más grande para recubrimientos de curado UV)- siguen siendo el sector de curado UV que crece más rápido por el mundo entero, seguido por los electrónicos. Las resinas UV mismas proveen los productos finales de las propiedades, y la tecnología de recubrimientos sentó las bases para el progreso del curado por radiación a los imperios del nuevo campo de la impresión 3D, que está creando nuevas oportunidades que superan la rapidez mejorada simple, la eficacia y los factores de reducción de gastos significativos que antes atrajeron a los que aceptaron la tecnología en sus diversas formas.
Elección de proceso
El actual proceso seleccionado para la impresión 3D/fabricación aditiva depende del método que se utiliza para añadir distintos materiales para hacer una estructura 3D: líquidos o sólidos. Los sistemas líquidos muchas veces están polimerizados usando energía UV, con la formulación líquida depositada por chorro, seguida por el curado UV, y el modelo repetido hasta que el objeto está completo. El curado UV LED es otro desarrollo actual de interés, que ofrece una rapidez de curado más alta, aunque todavía una potencia eléctrica limitada, y el curado láser también es una opción.
Estereolitografía (SLA), la base de tecnología establecida más antigua, construye un producto verticalmente capa por capa -curado por un rayo láser- en un barril de polímero líquido. DLP -proyección digital de luz- utiliza un proyector, parecido a los que se utilizan para presentaciones de negocios, para proyectar la imagen de la sección transversal deseada de un objeto en un barril de plástico reactivo a la luz (fotopolímero). La luz cura selectivamente solo la parte específica. La opción más nueva, el proceso de chorro de materiales o la impresión 3D inkjet, dirige capas ultrafinas de polímero de un cabezal de impresión compuesto de múltiples toberas a una plataforma, y cada capa se cura por UV individualmente. Produce una construcción de plástico completamente reticulada, que está sostenida por un material parecido a gel que permite la creación de geometrías e inclinaciones estructurales y complejas, y entrega un resultado muy duro y fuerte que puede combinar materiales diferentes y colores diferentes en la misma construcción del producto. Un automóvil en miniatura de plástico rígido, por ejemplo, se puede proveer de cubiertas suaves de goma. Estos atributos físicos recomiendan además la impresión 3D inkjet, con una mezcla de materiales adecuada, para un prototipado rápido dentro de una serie amplia de industrias y aplicaciones.
Mercados médicos
La impresión 3D ya está reformando la industria de dispositivos médicos, sobre todo en los campos de audífonos, ortopédicos (prótesis) y dentales; y también está impulsando un nuevo desarrollo del producto, debido a su capacidad de facilitar prototipado rápido y la creación de modelos médicos. La ingeniería de tejidos orgánicos humanos es solo un campo en el que hay progreso activo, y siguen rápidamente experimentos en innovaciones adicionales. Por supuesto, sin embargo, los materiales utilizados tienen que ser aprobados y declarados seguros tanto para la exposición limitada a piel como para las aplicaciones de implantación. Solamente pocos, tales como nylon 11 y poliácido láctico, para la exposición limitada a piel y titanio y acero inoxidable para el uso como implantación, están aprobados actualmente. Más progreso en este campo depende de resultados exitosos de pruebas con materiales como magnesio, cerámico y superaleaciones.
Mercados de navegación y automóviles
La industria de navegación se está aprovechando también de la fabricación aditiva de curado UV. Puesto que, por naturaleza, requiere cantidades de componentes muy pequeñas, la tecnología puede ser muy efectiva en cuanto a costes, y tiene una entrega rápida del producto sin los costos altos y el retraso de tiempo asociado con moldes de precisión y otras esencias de manufactura físicas. La impresión 3D, por las mismas razones, está disfrutando también de una popularidad en aumento en la industria del automóvil. Un buen ejemplo aquí es la creación de Opel de herramienta y moldes compuestos a medida de impresión 3D para fomentar la colocación precisa de sus piezas y accesorios OEM (fabricante de equipos originales) del vehículo. Incluso vehículos de la Fórmula 1 hoy en día lucen adornos protectivos de la carrocería de impresión 3D.
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