En el proyecto GVA 2023 I+D Materiales Funcionales se trabaja en tres líneas de desarrollo relacionadas con fabricación aditiva. En la primera línea de trabajo se realiza un estudio comparativo de las propiedades de materiales de poliamida (PA11 y PA12) al ser procesados mediante dos tecnologías de fusión de lecho de polvo (PBF). Uno de los equipos empleados, adquirido gracias al apoyo financiero de IVACE a través del proyecto GVA I+D Materiales funcionales (IMAMCA/2022/3) está basado en la fusión por absorción selectiva (SAF), un sistema patentado de la empresa Stratasys que permite obtener piezas en tiempos de fabricación más cortos comparados con otras tecnologías de PBF, con mejores prestaciones en cuanto a resistencia mecánica y con un mejor acabado superficial, y todo ello manteniendo la replicabilidad industrial de todo el proceso. Además, el uso de un material biobasado como la PA11 contribuye a los objetivos de circularidad establecidos para 2050.
Otro de los equipos de fabricación aditiva adquiridos dentro del marco del proyecto mencionado (Stratasys Fortus MC450) utiliza la tecnología de extrusión de material (MEX) para la fabricación de piezas. En esta línea de trabajo se está llevando a cabo un estudio de los mejores parámetros de fabricación orientados a piezas industriales y de ingeniería, ya que permite que las velocidades de fabricación sean mayores que otras tecnologías de extrusión de carácter doméstico. Además, se puede tener un mayor control dimensional, así como mejor repetitividad. En esta segunda línea se comparan las propiedades de tres materiales (ABS, ASA y PA) usando para la fabricación de las probetas dos tipos de cabezales con diámetros diferentes.
La tercera línea de investigación se centra en el desarrollo de nuevos materiales biocompatibles y bioabsorbibles para fabricación aditiva para la fabricación de andamios médicos (o scaffolds en su término inglés) para ingeniería de tejidos. En esta línea de investigación el objetivo es desarrollar formulaciones mediante fabricación aditiva con diferentes matrices poliméricas biocompatibles y bioabsorbibles para aplicarse como andamios de ingeniería de tejidos o “scaffolds” personalizados, permitiendo degradarse de forma natural. En concreto se han desarrollado diversos materiales basados en mezclas de polímeros biodegradables en distintas proporciones y/o cargas o aditivos para favorecer el crecimiento óseo sobre el material. Dicho método de fabricación permite un diseño personalizado de los modelos, obteniendo desde probetas de ensayo para evaluar propiedades mecánicas y térmicas hasta “scaffolds” o andamios, permitiendo de este modo evaluar su proliferación celular y degradación simulando el cuerpo humano.
A partir de los resultados obtenidos, se evaluará también el diseño de estructuras topológicas que favorezcan el crecimiento celular y así evaluar su posible aplicabilidad como elementos implantables.
En breve se obtendrán las conclusiones finales de estos desarrollos experimentales, que servirán de base para evaluar las posibilidades en escalado industrial de estas tecnologías.
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María Jordá e Iván Domínguez