Investigación. Desarrollo. Innovación. La fabricación aditiva lleva años ganando terreno en los laboratorios universitarios y centros de investigación de todo el mundo. No como una novedad tecnológica más, sino como una herramienta real que está transformando la forma en que los investigadores trabajan con materiales avanzados.
En este contexto, la impresión 3D con pellets ha demostrado ofrecer algo que otros sistemas no pueden: la posibilidad de trabajar directamente con cualquier material en formato granza, sin necesidad de filamentado previo, manteniendo intactas sus propiedades originales. Una ventaja que no ha pasado desapercibida para la comunidad científica internacional.
En los últimos años, grupos de investigación de distintos continentes han publicado sus resultados en revistas de alto impacto utilizando impresoras 3D de pellets Tumaker como herramienta de fabricación. Entre todos ellos, hemos seleccionado cinco proyectos con finalidades muy diferentes para ilustrar la versatilidad de la tecnología y seguiremos ampliando esta selección con nuevos casos reales.
Comprimidos de almidón a medida con liberación controlada
Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea (España)
El grupo de investigación Materials+Technologies (GMT) de la UPV/EHU empleó una impresora Tumaker equipada con cabezal de jeringuilla para fabricar comprimidos farmacéuticos de almidón. La capacidad de la máquina para trabajar con pastas e hidrogeles, materiales incompatibles con la extrusión de filamento convencional, fue clave para que el equipo pudiera imprimir directamente desde formulaciones líquidas de almidón sin pasos intermedios de procesado.
Con tres tipos de almidón distintos (maíz normal, maíz ceroso y patata) y variando la geometría de cada comprimido, demostraron que la impresora permite ajustar con precisión el perfil de liberación del fármaco cambiando únicamente el material o la forma de la pieza. El resultado más destacado fue la fabricación de comprimidos de doble liberación: una primera fase inmediata y una segunda sostenida en el tiempo, abriendo la puerta a tratamientos combinados personalizados. Los resultados fueron publicados en International Journal of Pharmaceutics (2022).
Más información: 3D printing of customized all-starch tablets with combined release kinetics
Biocompuestos de PLA y polvo de cáscara de avellana para aplicaciones de diseño
Università di Pisa (Italia)
La sostenibilidad y el diseño se dan la mano en esta investigación desarrollada desde la Universidad de Pisa. El proyecto exploró la formulación de biocompuestos formados por una matriz de ácido poliláctico (PLA) combinada con polvo de cáscara de avellana (HSP), un residuo agroindustrial, para su procesamiento mediante impresión 3D de pellets.
El proceso incluyó etapas de compounding por extrusión, peletizado y posterior impresión por deposición fundida (FDM) con impresora 3D de pellets Tumaker, obteniendo piezas para aplicaciones decorativas y de diseño como joyería, macetas o mobiliario de interior.
La apuesta por materiales de base natural y residuos industriales como materia prima demuestra cómo la tecnología de pellets facilita la integración de materiales no convencionales en procesos de fabricación aditiva, contribuyendo a una industria más circular y responsable.
Más información: Sustainable 3D printed poly (lactic acid) (PLA)/Hazelnut shell powder bio composites for design applications
Nanocompuestos elastoméricos sostenibles para sensores flexibles y electrónica wearable
University of Akron (Estados Unidos)
Esta investigación pone el foco en el desarrollo de nanocompuestos blandos imprimibles en 3D a partir de elastómeros termoplásticos sostenibles (SFS TPE) y nanomateriales de carbono. El objetivo: fabricar sensores suaves para robótica blanda, electrónica wearable y monitorización ambiental.
La impresora 3D de pellets Tumaker fue el equipo de referencia en el proceso de fabricación de las probetas y piezas del estudio, demostrando la versatilidad del sistema para trabajar con materiales de alta especialización técnica. Un claro ejemplo de cómo nuestra tecnología se adapta a las exigencias de la investigación más avanzada en materiales inteligentes.
Más información: Sustainable thermoplastic elastomer-based nanocomposites and their 3D printing for flexible and stretchable sensors
Electrodos de supercondensadores de carbono mediante impresión 3D
Universität Ulm (Alemania)
Este trabajo de la Universidad de Ulm investigó el uso de poliacrilonitrilo (PAN) como material precursor de carbono para la fabricación de electrodos de supercondensadores mediante impresión 3D.
El proceso comienza con la extrusión y peletizado del polímero, seguido de la impresión por FDM con pellets en la impresora Tumaker, y concluye con etapas de prestabilización, estabilización, carbonización y activación con KOH. El resultado: electrodos de carbono con alta capacitancia, aptos para su uso en pilas de combustible, baterías y supercondensadores.
Este proyecto es un ejemplo paradigmático de cómo la impresión 3D de pellets permite integrar materiales de ingeniería de alto valor en flujos de trabajo de fabricación avanzada.
Imanes de alta densidad con extrusión de material e integración de moldeo por compresión
Oak Ridge National Laboratory – U.S. Department of Energy (Estados Unidos)
Uno de los trabajos más destacados es el desarrollado por el Oak Ridge National Laboratory (ORNL), dependiente del Departamento de Energía de los Estados Unidos.
La investigación utilizó la Tumaker NX Pro Pellets, un equipo de escritorio de pequeño formato, junto con el sistema de gran escala de ORNL para evaluar la extrusión de material con moldeo por compresión integrado (AM-CM) de imanes bondeados de NdFeB/SmFeN con nailon.
Los resultados son contundentes: el proceso integrado de AM-CM redujo la porosidad desde el ~5,5% en fabricación aditiva estándar hasta tan solo el ~0,14%, aumentando significativamente la resistencia mecánica a tracción, que pasó de 17,88 MPa a 25,09 MPa. Con un 93% en fracción másica de NdFeB/SmFeN en gránulos de PA12, el estudio concluye que la integración AM-CM es altamente eficaz para producir imanes bondeados de alta densidad con propiedades mecánicas superiores.
Este proyecto representa uno de los hitos más relevantes en el uso de impresoras 3D de pellets de escritorio en entornos de investigación de primer nivel mundial.
Más información: Material extrusion with integrated compression molding of NdFeB/SmFeN nylon bonded magnets using small- and large-scale pellet-based 3D-printers
Una tecnología, múltiples aplicaciones
Lo que une todas estas investigaciones es una misma convicción: la impresión 3D con pellets ofrece una flexibilidad y una capacidad de adaptación a materiales avanzados que ninguna otra tecnología de fabricación aditiva puede igualar hoy en día.
Desde fármacos personalizados hasta imanes de alta densidad, pasando por electrónica flexible o biocompuestos sostenibles, la tecnología Tumaker ha demostrado estar a la altura de los retos más exigentes de la ciencia y la industria actuales.
En Tumaker seguimos comprometidos con la investigación, el desarrollo y la innovación. Si quieres saber más sobre cómo nuestras impresoras 3D de pellets pueden integrarse en tus proyectos de I+D+i, contacta con nosotros. Estaremos encantados de ayudarte.