LeviPrint o cómo usar levitación acústica para construir estructuras sin tocar ninguna pieza en el proceso

Usar el poder del sonido para fabricar estructuras 3D utilizando la manipulación sin contacto. Así es como investigadores de la Universidad Pública de Navarra (UPNA) definen al sistema LeviPrint, que permite ensamblar objetos sin tocarlos mediante la manipulación acústica.

Esto permite generar campos acústicos con los que se puede atrapar desde pequeñas partículas, como gotas de pegamento, hasta palos que se pueden reorientar mientras son levitados.

De acuerdo con Asier Marzo, investigador principal del proyecto, el sistema consiste en un levitador integrado con un brazo robótico y un dispensador de líquidos, con lo que se pueden fabricar objetos complejos.

Ya que las piezas no están en contacto con la máquina, se usa la manipulación acústica para colocar y orientar piezas sin tocarlas en los procesos de montaje, y entre los materiales que se pueden controlar están piezas pequeñas y frágiles, como líquidos o polvo.

Este proceso implica que no hay contaminación cruzada, pues no se tocan los materiales y permite técnicas de fabricación que no se pueden realizar con la impresión 3D tradicional, como agregar elementos en piezas existentes o fabricar dentro de recipientes cerrados desde el exterior, según detalla Iñigo Ezcurdia, estudiante de doctorado y autor principal de la investigación.

Así se pueden construir las estructuras

Los investigadores mencionan que si bien, la levitación y manipulación de pequeñas partículas y gotas ya se había realizado antes, no existía hasta ahora ningún trabajo sobre cómo atrapar y orientar objetos alargados, pues en su trabajo utilizan segmentos (palos o vigas) para construir estructuras robustas, ligeras y complejas de forma rápida y sin contacto.

Para poder montar las estructuras se usa un pegamento especial líquido y que se solidifica cuando se le aplica luz ultravioleta, lo que permite también fabricar piezas que cuenten únicamente con este pegamento.

Esto se realiza atrapando una gota del pegamento dispensada por una jeringa, se lleva hasta la posición deseada y se le aplica luz ultravioleta para secarla, repitiendo el procedimiento hasta obtener la forma de la estructura.

Además detallan que el campo ultrasónico es capaz de atravesar desde telas, mallas y otros materiales. Para probarlo, los investigadores incluso construyeron un barco dentro de una botella de malla metálica, introduciendo sin contacto los materiales desde el exterior a través de una pequeña abertura.

Todavía van más allá, pues comentan que si LeviPrint se adaptara para funcionar en medios acuosos, se abriría la capacidad para ensamblar estructuras complejas en cultivos celulares o hasta dentro de los seres vivos.