Los propulsores son una clase de materiales energéticos, que se utilizan para lanzar cohetes, desplegar airbags o disparar proyectiles y balas de alto calibre.

Las empresas suelen producirlos al mezclar combustibles, oxidantes y otros materiales en una pasta que se vierte en un molde y se polimeriza. Monique McClain, (29 años) y profesora adjunta de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Purdue (Indiana), está desarrollando formas de ajustar el rendimiento de los propulsores al producirlos mediante un novedoso método: la impresión en 3D.

El proceso de fabricación fila por fila promete posibilitar materiales energéticos con nuevas formas, capas de grano más fino o composiciones diferentes.

Este método podría ofrecer un mayor control sobre la sensibilidad de los propulsores a la detonación, su combustión a lo largo del tiempo, su densidad energética y otras propiedades que afectan al empuje o la trayectoria. Otras técnicas similares también podrían mejorar el rendimiento de los explosivos, que se utilizan para demolición, minería y bombas militares.

La fabricación de este tipo de materiales es peligrosa. Requiere un minucioso control de la presión, la temperatura y las condiciones del proceso. También es complicado empujar las sustancias espesas, pegajosas y parecidas a la arcilla a través de las diminutas boquillas de una impresora 3D. Debido a estas y otras dificultades, hasta la fecha, el método se ha limitado en gran medida a materiales con una densidad energética baja. Esto significa menos potencia explosiva o propulsora.

Sin embargo, McClain ha ayudado a avanzar en este campo de varias maneras. Fue una de las primeras investigadoras en aplicar una técnica emergente: hacer vibrar rápidamente las puntas de las boquillas de una impresora 3D para extruir sustancias viscosas con mayor velocidad. Esto le permitió imprimir propulsores sólidos para cohetes con mayor densidad energética. McClain también ha desarrollado nuevas técnicas para evaluar las características de los materiales resultantes.

El Laboratorio de Investigación del Ejército del Departamento de Defensa de EE UU (DEVCOM ARL, por sus siglas en inglés) y varios laboratorios nacionales estadounidenses están utilizando o evaluando algunas de estas técnicas, o empezarán a hacerlo pronto. McClain no puede hacer comentarios sobre los posibles fines de ese trabajo. Aunque afirma que los métodos que está ayudando a desarrollar proporcionarían un mayor control sobre la velocidad de aceleración de los cohetes o la distancia que recorren, e incluso ampliar el alcance de otros proyectiles.