La impresión 3D de gran formato se ha consolidado como una tecnología clave en sectores industriales exigentes como la automoción o el diseño urbano, gracias a su capacidad para fabricar piezas de gran tamaño sin ensamblajes. Sin embargo, su adopción a gran escala enfrenta importantes retos técnicos como la deformación (warping) y la delaminación (cracking), causados por tensiones térmicas durante el proceso de fabricación. En este contexto, el Instituto Tecnológico del Plástico (AIMPLAS) lidera el proyecto MAT3D-XL, una iniciativa que busca dar respuesta a estas limitaciones mediante el desarrollo de materiales compuestos sostenibles y la integración de tecnologías auxiliares en el proceso de impresión.
El proyecto, financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (IVACE+i) y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), busca mejorar la impresión 3D de gran formato con materiales más sostenibles y tecnologías que hagan el proceso más preciso y fiable.
MAT3D-XL se centra en el desarrollo de nuevos materiales termoplásticos reciclados o de origen biológico, reforzados con fibras de carbono, vidrio o naturales. Estos compuestos no solo mejoran la resistencia y rigidez de las piezas, sino que también promueven la economía circular al reducir el uso de recursos no renovables. Además, el proyecto incorpora tecnologías auxiliares como sistemas de calentamiento por infrarrojo (IR), que permiten controlar con precisión la temperatura durante la impresión. Esto mejora la adhesión entre capas y reduce defectos estructurales, aumentando la fiabilidad y la calidad final de las piezas fabricadas.
Tal y como ha destacado el investigador en Ingeniería en AIMPLAS, Daniel Rodríguez, “la sostenibilidad en la impresión 3D no puede abordarse únicamente desde el reciclaje de plásticos: también implica rediseñar los materiales para que sean más estables durante el proceso de fabricación y reducir los residuos derivados de fallos estructurales. Por ello, MAT3D-XL apuesta por el desarrollo de materiales compuestos que, mediante la aditivación con fibras (de carbono, vidrio o naturales), no solo mejoran las propiedades mecánicas, sino que también disminuyen la contracción térmica, reduciendo defectos durante el proceso de impresión”.
Gracias a estas innovaciones, – ha continuado- “podemos conseguir impresiones más confiables, piezas más fiables y menos desperdicio de material. Avanzar hacia este tipo de soluciones permite al sector mantener altos estándares de rendimiento técnico, al mismo tiempo que se promueve una economía circular realista y eficiente en aplicaciones industriales de gran formato”.
Y es que la posibilidad de fabricar piezas de más de un metro cúbico sin ensamblajes abre nuevas oportunidades en sectores como la automoción, el urbanismo o el diseño de interiores. Así, AIMPLAS ha desarrollado varios demostradores funcionales que evidencian el potencial de los nuevos materiales y tecnologías aplicadas. En colaboración con la empresa Plàstic Preciós La Safor, se han fabricado piezas para bancos de mobiliario urbano, donde las patas, impresas en 3D de gran formato, se complementan con baldas recicladas elaboradas por la propia empresa a partir de residuos plásticos. En el ámbito del diseño de interiores, se ha desarrollado una mesa con un tablero fabricado por Plàstic Preciós y un pie de una sola pieza, de geometría esbelta y más de un metro de altura, producido mediante fabricación aditiva a gran escala. Además, AIMPLAS ha diseñado y fabricado de forma autónoma un alerón de automoción, demostrando la viabilidad del uso de estos materiales en aplicaciones exigentes.
Todos estos demostradores han sido producidos a partir de los nuevos compuestos desarrollados en el proyecto, formulados con pellets reciclados o biobasados, y reforzados con fibras naturales, cáscara de arroz o polímeros reciclados, logrando piezas más sostenibles y con mejor comportamiento estructural.
El proyecto MAT3D-XL se enmarca en la convocatoria de ayudas dirigidas a centros tecnológicos de la Comunidad Valenciana para proyectos de I+D en colaboración con empresas para el año 2024 por el Instituto Valenciano de Competitividad e Innovación (IVACE+i), con financiación de los fondos FEDER.