La impresión 3D suele funcionar siguiendo una lógica bastante simple: construir un objeto capa después de capa hasta completar su geometría. Es un sistema extremadamente versátil, pero también puede resultar lento y dejar pequeñas uniones entre capas que afectan las propiedades de determinadas piezas.
Un equipo de investigadores estadounidenses acaba de demostrar una alternativa radicalmente diferente. En lugar de recorrer el objeto punto por punto o capa por capa, su tecnología utiliza un patrón holográfico de luz para fabricar prácticamente todo el volumen simultáneamente.
El sistema puede producir estructuras milimétricas con más de un millón de vóxeles direccionables mediante una única exposición láser de apenas 7,5 segundos, según el trabajo publicado en Science Advances.
Una máscara nanométrica convierte el láser en una forma tridimensional
La investigación está liderada por Rajesh Menon y Dajun Lin, de la Universidad de Utah, junto con colaboradores de la Universidad de Texas en Austin, entre ellos Michael Cullinan.
Su idea parte de una técnica conocida desde hace décadas: la fotolitografía, ampliamente utilizada para fabricar componentes electrónicos y otras estructuras microscópicas.
En los métodos convencionales, una máscara controla qué zonas de un material reciben luz y cuáles permanecen protegidas. El desafío aparece al intentar extender ese principio a tres dimensiones, porque el láser debe penetrar en el material y la propia resina puede desviar y desenfocar la luz.
Los investigadores solucionaron ese problema mediante una máscara de fase con patrones microscópicos diseñada computacionalmente. En lugar de simplemente bloquear la luz, esta pieza modifica cómo se propaga y la redistribuye dentro de la resina hasta generar el patrón tridimensional deseado.
La pieza aparece prácticamente de una sola vez
El material utilizado es una resina fotopolimerizable especialmente formulada. Sus cadenas moleculares se entrecruzan y endurecen cuando reciben suficiente energía procedente del láser.
La máscara concentra esa energía únicamente en las zonas que deben convertirse en material sólido. Una vez terminada la exposición, las partes de la resina que no han reaccionado pueden retirarse mediante lavado, dejando atrás la estructura final.
Esto permite fabricar no solamente figuras sólidas, sino también formas con huecos y canales internos orientados en diferentes direcciones, algo especialmente complejo cuando toda la pieza debe producirse en una única exposición.
La clave está también en controlar cuidadosamente la química de la resina. La exposición a la luz ocurre mucho más rápido que el proceso químico de endurecimiento, lo que proporciona a los investigadores un pequeño margen temporal para distribuir correctamente la energía antes de que el material termine de solidificarse.
De unos 20 segundos a solo 7,5
El equipo había demostrado anteriormente una versión de esta tecnología capaz de fabricar microestructuras de alta relación de aspecto en aproximadamente 20 segundos, con detalles de hasta seis micrómetros. Ese trabajo apareció en Nature Communications en junio de 2026.
La nueva versión lleva la idea más lejos: estructuras a escala milimétrica con geometrías internas más complejas pueden fabricarse en una exposición de 7,5 segundos, alcanzando un rendimiento aproximado de un milímetro cúbico por segundo.
El objetivo no es imprimir juguetes, sino componentes diminutos y complejos
Por ahora, esta tecnología está lejos de reemplazar las impresoras 3D domésticas. Su principal interés se encuentra en la microfabricación de alta precisión, donde la velocidad y la capacidad de crear estructuras internas complejas resultan especialmente importantes.
Los investigadores señalan aplicaciones potenciales en componentes microópticos, dispositivos microscópicos, materiales diseñados con arquitecturas internas específicas e incluso andamios tridimensionales para aplicaciones biomédicas.
La gran diferencia está en la forma de pensar la impresión: en vez de construir un objeto progresivamente, el nuevo sistema utiliza la luz para “dibujar” todo su volumen prácticamente al mismo tiempo. Si consigue escalarse a piezas mayores, la impresión 3D del futuro podría parecerse mucho menos a una impresora convencional y bastante más a una fotografía tridimensional que se vuelve sólida en cuestión de segundos.
Fuente: Noticias de la Ciencia y la Tecnología.
