La fabricación aditiva, o impresión 3D de metales, permite construir estructuras ultraligeras y resistentes con geometrías que es imposible lograr mediante técnicas de mecanizado y procesado convencionales, incluyendo las complejas estructuras tipo “lattice” o “celosía”. Se trata de construcciones tridimensionales, topológicamente ordenadas, formadas por la repetición periódica de celdas unidad, las cuales, a su vez se clasifican según la dimensión y la conectividad de las microvigas que las componen, que se conectan en los llamados “nodos”. El conjunto de celdas unidad, que constituye las estructuras “lattice” se comporta como un “meta-material”.
Las estructuras lattice están encontrando aplicaciones principalmente en biomedicina, donde permiten fabricar implantes con módulos elásticos similares al del hueso, y en aeronáutica, donde su elevada resistencia mecánica específica es muy apreciada.
Mediante la alteración de la topología (o conectividad) de estas estructuras, así como de la geometría (tamaño de celda unidad y espesor de las microvigas), es posible modificar su comportamiento físico, lográndose en ocasiones obtener propiedades físicas que es imposible conseguir en los mismos materiales metálicos masivos. Así, es posible obtener propiedades acústicas, dieléctricas y mecánicas extraordinarias. Las técnicas de impresión 3D son particularmente aptas para diseñar metamateriales con propiedades únicas debido a la gran flexibilidad de diseño que aportan.
En el marco del proyecto MAT4.0, investigadores de IMDEA Materiales están intentando amplificar aún más el rango de propiedades que se pueden obtener en los mencionados metamateriales a través de la modulación de la microestructura de los mismos mediante la combinación de una optimización de los parámetros de impresión 3D y de tratamientos térmicos posteriores. Resultados preliminares de este proyecto muestran que el comportamiento mecánico de las estructuras lattice fabricadas puede ser alterado en gran medida mediante el acoplamiento de su micro y mesoestructura.
