Impresión 3D DLP de película fina de piezas multimateriales con huecos internos de células cerradas

Hacer impresiones 3D más ligeras con espacios huecos ocultos

Muchos de los objetos impresos en 3D más interesantes —como huesos artificiales, robots blandos y diminutos canales para fluidos— necesitan espacios vacíos ocultos en su interior. Las impresoras de resina más populares de hoy tienen dificultades con estos diseños porque la resina líquida queda atrapada en esos bolsillos sellados y es difícil de extraer. Este artículo presenta una nueva manera de imprimir en 3D con un líquido sensible a la luz llamada “DLP de película fina” que mantiene esos espacios internos realmente huecos y, además, facilita combinar varios materiales en una sola pieza.

Por qué el líquido atrapado es un gran problema

La mayoría de las impresoras de resina de sobremesa e industriales funcionan bajando una plataforma dentro de una cuba llena de líquido y luego proyectando patrones de luz para endurecer cada nueva capa. Esta configuración clásica es excelente para superficies lisas y detalles finos, pero tiene un defecto oculto: cuando el diseño incluye cavidades internas cerradas, esos huecos se llenan de resina líquida que no tiene por dónde escapar. La resina atrapada aumenta el peso de la pieza más de lo previsto, puede deformar su comportamiento mecánico e incluso puede filtrarse o exudar con el tiempo. Los ingenieros han buscado soluciones como agujeros de drenaje o aberturas parciales, pero eso a menudo obliga a sacrificar el diseño original.

Una nueva forma de depositar líquido

El método DLP de película fina evita la cuba por completo. En lugar de sumergir la pieza en crecimiento en una piscina profunda de resina, el sistema extiende una capa muy delgada y controlada de líquido sobre una lámina plástica transparente. Una plataforma giratoria presiona la pieza contra este recubrimiento fino mientras un proyector digital proyecta luz ultravioleta desde abajo para curar solo las regiones necesarias de esa capa. Como cada capa comienza con solo una pequeña cantidad de resina en la película, queda muy poco líquido dentro de las cavidades cerradas cuando la capa sólida se despega. Un conjunto de limpiadores blandos y, cuando es necesario, un breve baño en un solvente suave ayudan a eliminar cualquier gota restante antes de formar la siguiente capa.

Espacios huecos limpios y rigidez ajustable

Usando este proceso, los investigadores pudieron imprimir esferas y otras formas huecas cuyo peso final fue casi exactamente el que se predeciría si sus interiores estuvieran realmente vacíos: menos del uno por ciento de masa extra por resina residual, en comparación con más del doble del peso ideal en la impresión por cubeta convencional. Escaneos por rayos X de bloques de prueba llenos de burbujas internas mostraron que se pueden formar de manera fiable cavidades de apenas tres cuartos de milímetro de diámetro cuando se añade un enjuague rápido con solvente entre capas. Al disponer estas pequeñas burbujas selladas en un patrón regular dentro de cubos pequeños, el equipo pudo ajustar cuán rígido o elástico era cada cubo simplemente cambiando el tamaño de las burbujas. En algunos materiales, lograron hasta un cambio de rigidez de 25 veces sin alterar en absoluto la forma exterior.

Mezclar materiales en una sola impresión

Porque el sistema solo maneja capas delgadas de líquido a la vez, también reduce la mezcla desordenada que suele ocurrir cuando una impresora cambia entre diferentes resinas. Los autores usaron un suministro multimaterial para imprimir piezas que combinan plástico rígido, materiales blandos tipo caucho y una resina de soporte especial soluble en agua. Produjeron una estructura tipo enrejado —una “curva de Hilbert”— sostenida íntegramente por material disoluble que desapareció en agua corriente, dejando una estructura limpia y autoportante. También demostraron un modelo de dentadura con dientes rígidos, encías blandas y soportes sacrificiales, impreso como una sola pieza unificada en lugar de montado después. En otro ejemplo, imprimieron resina conductora como caminos integrados dentro de un cuerpo aislante para formar un sensor de proximidad que podía detectar un objeto metálico a hasta cuatro centímetros de distancia.

Hacia dónde puede conducir esto

El enfoque DLP de película fina demuestra que la impresión 3D de resina no tiene por qué estar limitada por el líquido atrapado o la incómoda remoción de soportes. Al racionar cuidadosamente la cantidad de resina presente en cada capa y barrer el exceso, este método permite construir objetos ligeros con huecos sellados, ajustar su rigidez desde el interior y entrelazar materiales funcionales como conductores y soportes blandos dentro de la misma impresión. Para los no expertos, la conclusión es sencilla: los dispositivos impresos en 3D del futuro —desde implantes médicos hasta robots blandos y electrónica embebida— pueden ser más ligeros, más inteligentes y más intrincados por dentro, sin renunciar a las superficies lisas y precisas por las que es conocida la impresión con resina.

Cita: Sun, B., Diaco, N.S., Chen, X. et al. Thin-film DLP 3D printing of multi-material parts with closed-cell internal voids. npj Adv. Manuf. 3, 15 (2026). https://doi.org/10.1038/s44334-026-00076-x

Palabras clave: impresión 3D, procesamiento digital de luz, recubrimiento de película fina, fabricación multimaterial, estructuras ligeras