Japón desarrolla un nuevo material que puede reutilizarse hasta 10 veces en impresoras 3D

Investigadores de la Universidad Nacional de Yokohama, en Japón, presentaron una resina reciclable que promete transformar la impresión 3D de alta precisión. El material puede fundirse y reutilizarse hasta 10 veces sin una merma significativa en su rendimiento, un avance frente a las limitaciones de reciclaje de las resinas fotocurables tradicionales.

La estereolitografía, tecnología que utiliza luz ultravioleta para endurecer resinas líquidas y formar estructuras detalladas, enfrenta un desafío ambiental. La mayoría de las resinas empleadas en esta técnica se endurecen de forma permanente tras la impresión, lo que impide su reciclaje y alimenta la preocupación por la acumulación de residuos plásticos.

Shoji Maruo, profesor de la Universidad Nacional de Yokohama, señaló en un comunicado de la institución que los modelos 3D fotocurados no reciclables representan un problema ambiental creciente. El desecho de piezas impresas en resina contribuye al aumento de residuos plásticos, un tema de interés para la industria y para quienes buscan tecnologías más sostenibles.

Un reto ambiental en la impresión 3D

El avance del equipo japonés radica en el uso del antraceno, un compuesto químico que permite reacciones reversibles inducidas por la luz. Cuando la resina se expone a luz ultravioleta, las moléculas de antraceno forman redes reticuladas mediante un proceso conocido como fotodimerización. Si se aplica calor, la reacción se revierte y el material recupera su estado líquido, listo para reutilizarse.

A diferencia de las resinas reciclables propuestas anteriormente, que solían requerir aditivos químicos y sufrían una rápida pérdida de rendimiento, la nueva resina desarrollada en Yokohama no utiliza fotoiniciadores. Esto simplifica su composición y reduce la contaminación por aditivos durante los ciclos de reciclaje.

La clave: antraceno y reacciones reversibles

Para comprobar la viabilidad del material, los investigadores imprimieron estructuras microscópicas mediante microestereolitografía y litografía de dos fotones, técnicas que permiten fabricar objetos con gran nivel de detalle. En una de las pruebas, el equipo creó un modelo con forma de mariposa y constató que la calidad de impresión se mantuvo en niveles comparables a los materiales convencionales.

Masaru Mukai, profesor asistente en la Universidad Nacional de Yokohama, destacó que la resina puede moldearse en formas arbitrarias y que su desempeño en litografía de dos fotones es satisfactorio. Además, el equipo imprimió repetidamente las letras “YNU” reutilizando el mismo material hasta en 10 ocasiones, y transformó un cubo en un disco al calentar la estructura a 150 °C (302 °F) durante 15 minutos.

El análisis demostró que la degradación del material tras múltiples ciclos de reciclaje fue menor respecto de otros materiales reciclables utilizados en estereolitografía hasta la fecha.

Precisión y rendimiento tras múltiples ciclos de uso

El siguiente desafío para el equipo japonés consiste en adaptar la resina para impresoras 3D de mayor escala y mejorar su estabilidad a largo plazo. Esta innovación abre la puerta a un uso más sostenible de la impresión 3D en sectores industriales, médicos y de investigación, donde la precisión y la reducción de residuos son cada vez más valoradas.

La fotodimerización reversible del antraceno, según los investigadores, ofrece una alternativa práctica para el desarrollo de materiales reciclables en impresión 3D basada en luz, con el objetivo de avanzar hacia una industria más circular y con menor impacto ambiental.