Un Trabajo Fin de Grado de la Facultad de Química de la Universidad del País Vasco concluye que las resinas basadas en politiouretanos son una alternativa a las resinas convencionales con alto grado de reciclabilidad

“Entre otras técnicas de impresión 3D —explica Oihane Varela Manrique—, la impresión en tanque, en la cual una resina liquida sensible a la luz ultravioleta es selectivamente curada (solidificada) por medio de luz ultravioleta, es el proceso por el cual se obtienen objetos tridimensionales de mayor resolución y mejores propiedades mecánicas. Sin embargo, la variedad de resinas disponibles para la impresión 3D por esta técnica es limitada, y la inmensa mayoría de resinas comerciales están basadas en grupos (meta)acrilato, por lo que la degradabilidad y reciclabilidad de estos materiales es baja”. Consecuentemente, y con el objetivo de desarrollar resinas imprimibles potencialmente reciclables y por tanto más sostenibles, Oihane Varela, recién graduada en la Facultad de Química de la Universidad del País Vasco, ha basado su Trabajo Fin de Grado en el estudio del uso de resinas basadas en politiouretanos para la impresión en tanque.

“Hay diferentes tipos de impresión 3D, explica Oihane Varela. La más conocida o usada debido a su simplicidad y bajo precio es la impresión por extrusión, en la que un polímero sólido se funde y es extruido mientras se deposita de forma ordenada para formar el objeto deseado. Pero, gracias a la impresión 3D en tanque se pueden obtener piezas complejas de mejor resolución y calidad a una velocidad considerada. En este caso, usamos una resina líquida y, al irradiar luz con una forma específica, la resina se solidifica con la forma deseada, fabricando así la pieza capa a capa. Con la técnica que hemos desarrollado, podemos obtener materiales con diferentes propiedades, dependiendo de los productos de partida que utilicemos; lo cual, demuestra la versatilidad del sistema y da lugar a una gran variedad de potenciales aplicaciones. En este sentido, la impresión 3D ofrece la oportunidad de crear piezas complejas bajo demanda; por lo que tiene multitud de aplicaciones en ámbitos como la biomedicina, la joyería, en el sector automovilístico… “.

El proceso que se realiza es sencillo. “Se han sintetizado y caracterizado varios catalizadores básicos latentes, también conocidos como Generadores de Fotobase para su uso en impresión 3D. Se ha demostrado que el sistema analizado muestra una buena estabilidad en la oscuridad y una rápida polimerización al ser irradiado con luz ultravioleta. Por medio de estudios fotorreológicos y térmicos se ha investigado el comportamiento viscoelástico de diferentes resinas y se ha determinado la mejor formulación para su implementación en impresión 3D de tanque. Posteriormente, estas formulaciones han sido estudiadas en una impresora 3D de tanque en la cual los parámetros más importantes han sido determinados y optimizados, logrando la impresión de piezas de buena resolución“.

Por tanto, en este trabajo se concluye que las resinas basadas en politiouretanos y catalizadas por medio de Generadores de Fotobase aparecen como una nueva alternativa a las resinas convencionales, ya que se pueden obtener materiales con diversas propiedades de manera sencilla. Por otra parte, debido a que los materiales obtenidos muestran buena reciclabilidad, aparecen como potenciales candidatas en el desarrollo de materiales para impresión 3D más sostenibles.

Sobre la autora

Oihane Varela Manrique ha defendido este año su Trabajo Fin de Grado, bajo el título ‘Development of polythiourethane based resins for 3D printing using Photobase Generators’, en el seno del grupo de investigación Catálisis y Polímeros Sostenibles de la Facultad de Química y bajo la dirección del profesor adjunto de la misma e investigador en el centro POLYMAT, Haritz Sardón y la ayuda del estudiante de doctorado Xabier Lopez de Pariza. En septiembre cursará el Máster en Química y Polímeros en el citado centro universitario. Mientras, continua su proceso de formación en el grupo de Catálisis y Polímeros Sostenibles.