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Instituto de Óptica “Daza de Valdés”

Impresión mediante transferencia directa inducida por láser y el futuro de la fabricación digital

Impresión mediante transferencia directa inducida por láser y el futuro de la fabricación digital

LPG

  • Los científicos han desarrollado una nueva forma de imprimir con precisión de micrometros usando láseres, llamada transferencia directa inducida por láser (LIFT). Esta nueva técnica les permite imprimir circuitos de microelectrónica, pequeñas pruebas de biología e incluso en un futuro tejidos corporales.

  • La nueva técnica LIFT es muy versátil y puede utilizar muchos materiales diferentes. También permite realizar cambios en el diseño durante la impresión, sin variar los costes.

Madrid / 14 de marzo de 2023

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La fabricación digital es un proceso de diseño y fabricación en el que los datos digitales de las piezas diseñadas en un ordenador se pueden enviar directamente a una herramienta de fabricación aditiva o sustractiva que fabrica el objeto.
Los tipos más comunes de estas herramientas son una impresora 3D (aditiva) o una fresadora CNC (sustractiva).

Esta fabricación digital permite la creación de estructuras y dispositivos, sin necesidad de máscaras, muestras maestras o moldes. Una de las principales ventajas de esta técnica es la capacidad de realizar correcciones de diseño de forma digital sin tener que modificar el proceso de fabricación.
Gracias a esto, los costes para fabricar un producto pueden ser significativamente reducidos.

Una de las tecnologías más prometedoras en la fabricación digital es la transferencia directa inducida por láser (LIFT), una técnica de fabricación que permite la transferencia de materiales desde un sustrato donante a un sustrato receptor con alta resolución. En LIFT, el láser se usa para volatilizar el material de interés y depositarlo en ubicaciones definidas por el usuario, lo que lo convierte en un método altamente preciso y flexible de fabricación por capas (fabricación aditiva).

Esquema simplificado del funcionamiento de la impresión de capas de material con LIFT
El LIFT podría usarse en muchas tecnologías diferentes, como dispositivos electrónicos, pruebas miniaturizadas para microbiología e incluso órganos artificiales. Esto se debe a que LIFT puede trabajar con muchos materiales diferentes, incluidos sólidos, líquidos y pastas.
En el trabajo que han publicado, los científicos implicados han desarrollado una descripción completa del estado actual del arte en LIFT, incluida una revisión de las publicaciones científicas recientes e investigaciones sobre la técnica durante las últimas tres décadas.
Impresión de materiales a partir de una película donante sólida siguiendo dos escenarios diferentes. (A) Material fundido, donde la salida final corresponde a partículas esféricas individuales.(B) En esta transferencia, el uso de una capa de sacrificio permitió la impresión de una serie de microesferas que seguían la distribución de forma cuadrada del rayo láser incidente.
También han analizado los países y las principales instituciones de investigación que contribuyen a estos avances científicos, así como el estado de las patentes y las previsiones comerciales para el futuro de la técnica LIFT en diferentes campos científicos.
Mediante el análisis de datos comerciales de las técnicas de fabricación aditiva, han presentado en el trabajo pronósticos comerciales y posibles tendencias para la técnica LIFT en áreas científicas explotables como la electrónica, la biología y la medicina.

A pesar de las dificultades que tiene desarrollar una nueva tecnología, la técnica LIFT es una gran promesa para el futuro de la fabricación digital, ofreciendo un enfoque versátil y preciso que se puede aplicar a una amplia gama de materiales y aplicaciones. A medida que el campo continúe evolucionando, es probable que los investigadores e ingenieros encuentren nuevas formas de aprovechar el poder de LIFT para crear nuevos dispositivos, estructuras y sistemas que transformarán la forma en que se fabrica actualmente.

Este es un trabajo de colaboración entre el Instituto de Investigación y Tecnología de Materiales de la Universidad de Princeton, el Instituto de Óptica Daza de Valdés del CSIC y el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Barcelona

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