Algunos de los objetos creados con la nueva técnica
Algunos de los objetos creados con la nueva técnica - Changxi Zheng

La última frontera de la impresión 3D

Un nuevo método logra una precisión sin precedentes al colorear este tipo de objetos.

antonio villarreal
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En un trabajo con investigadores de la Universidad de Zhejiang, China, Changxi Zheng, profesor asistente de ciencias informáticas en la universidad de Columbia ha desarrollado una técnica que permite emplear la impresión hidrográfica -un método ampliamente utilizado en la industria- en la superficie de objetos manufacturados con una impresora 3D, para así dar color a estos con la mayor precisión jamás alcanzada.

En realidad, lo que ha permitido este avance es el uso de un nuevo método de cálculo, que Zheng y su equipo desarrollaron para simular el proceso de impresión. Así, el programa predice la distorsión de color que puede producirse durante la inmersión hidrográfica, y utiliza esos cálculos para generar una película de color con una alineación exacta garantizada en la superficie del objeto.

«Lograr una alineación precisa de la textura de color sobre la superficie de un objeto con una superficie compleja, como un casco de motocicleta o un gadget producido por una impresora 3D, ha sido casi imposible en la impresión hidrográfica hasta ahora», dice Zheng. «Mediante la incorporación de un modelo computacional al proceso tradicional, hemos hecho que sea más fácil para cualquiera decorar superficies 3D con sus propias texturas de color personalizadas».

Utilizada a menudo en la producción en masa, la impresión hidrográfica se puede aplicar a materiales como el metal, plástico, madera, o porcelana. El proceso utiliza una película con patrones de color impresos colocados en la superficie del agua. Un activador químico se rocía a continuación en la película, suavizándola para que sea fácilmente extensible. A continuación, un objeto se sumerge lentamente en el agua a través de la película flotante. Una vez que la película toca el objeto, se estira envolviendo la superficie y adhiriéndose a la misma.

Limitado por la precisión

Pero este proceso tiene una limitación fundamental: que es casi imposible alinear con precisión un patrón de color a la superficie del objeto. Con superficies complejas, el objeto puede incluso rasgar la película de pintura. «La impresión hidrográfica actual se ha limitado a la transferencia de patrones de color repetitivos», explica Zheng. «Pero muchas veces, un usuario desea colorear la superficie de un objeto con unos patrones de color en particular», por ejemplo para decorar una taza con algo específico como imágenes personalizadas, o simplemente para darle color a un juguete.

Basándose en el trabajo previo hecho en Columbia, Zheng ha desarrollado un nuevo método de simulación para modelar la película de color durante el proceso de impresión hidrográfica. Este modelo predice el estiramiento y la distorsión de las películas de color y crea un mapa entre los lugares de la película y los lugares de la superficie a la que se transfieren estos colores. Con el mapa, se puede calcular cómo imprimir una imagen en color en la película para que luego, tras la inmersión hidrográfica, forme el patrón de color deseado sobre la superficie del objeto.

Para probar que esta simulación funcionaba, Zheng y sus colaboradores en China utilizaron herramientas comerciales para construir un sistema de calibrado en el que un aparato mecánico controlara con precisión la inmersión del objeto, y un sistema 3D que midiera la orientación de los objetos y su ubicación al ser sumergidos en el agua. Con la incorporación del modelo de simulación de Zheng, fueron capaces de calcular una imagen en color para registrar la textura precisa en el sistema hidrográfico. «Este sistema es fácil de configurar para uso personal y es bastante barato, menos de 40 centavos de dólar por impresión», señala Zheng. «Y funciona con una amplia gama de geometrías, superficies complejas o materiales».