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Expertos en Impresoras 3D y escaners 3D

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Diseño para fabricación aditiva (DFAM)

3D Builder - John · 28/01/2021 ·

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Una impresión 3D no es mejor que su diseño. El hardware de las impresoras 3D ha mejorado hasta el punto de que ahora rara vez es el cuello de botella del rendimiento. Más a menudo, la forma de una pieza es el factor limitante de su desempeño. Como tal, ha habido mucha discusión e investigación últimamente sobre el diseño para la fabricación aditiva (DFAM) . Recientemente cubrimos las pautas de diseño para las diferentes tecnologías de impresión 3D, y ese es un punto de partida importante para DFAM, pero no incluye la imagen completa. Si bien esas pautas se refieren a los límites de la impresión 3D, el otro componente de DFAM está considerando todas las posibilidades que ofrece la impresión 3D.

Hay tres principios principales que componen DFAM, aunque hay mucha superposición entre ellos y algunos objetos incluirán aspectos de todos ellos. Esos principios son la consolidación parcial de ensamblajes y subconjuntos, libertad geométrica y biomimetismo.

Consolidación de piezas

Se obtienen múltiples beneficios al reducir la cantidad de piezas en un ensamblaje. La complejidad reducida acelera la producción y reduce los costos, especialmente si las distintas piezas son producidas por diferentes empresas que utilizan diferentes tecnologías de fabricación. Los conjuntos consolidados también exhiben una mayor durabilidad debido a que tienen menos costuras y tolerancias más estrictas, y las interfaces de piezas reducidas significan menos vibraciones y menos caminos para fugas. También suele haber una reducción de peso que viene con la consolidación debido a que no es necesario utilizar sujetadores como tuercas y tornillos para mantener todo junto.

Con la impresión 3D, la consolidación de piezas puede reducir los ensamblajes de cientos de piezas a solo unas pocas. Actualmente, las industrias están pasando por un período de rediseño de ensamblajes, originalmente diseñados para ser producidos utilizando técnicas de fabricación tradicionales, en formas más consolidadas que se pueden imprimir en 3D. DFAM es más eficiente cuando se aplica desde el principio del diseño de una pieza, pero aún se pueden obtener beneficios al aplicarlo a piezas existentes.

Uno de los mejores ejemplos de consolidación de piezas con impresión 3D es el motor turbohélice Catalyst Advanced de GE, que se redujo de la friolera de 852 piezas a solo 12; ¡los conjuntos de cojinetes y sumideros se redujeron de 80 piezas a 1! Y eso es con la impresión 3D solo una cuarta parte de las piezas. El nuevo diseño consume un 1% menos de combustible y pesa un 5% menos, mejoras significativas para un motor hecho para aviones.

El motor turbohélice Catalyst de GE es el primer motor destinado a la producción en masa con grandes secciones impresas en 3D de metal. (Fuente: GE)

Airbus también ha utilizado la impresión 3D para consolidar piezas de aviones. Consolidaron un componente hidráulico de 10 partes a 1, reduciendo su peso en un 35%. Se eliminó por completo un complejo sistema de tuberías con muchos orificios transversales, lo que facilitó el mantenimiento del componente. El componente se probó con éxito en un vuelo de prueba en el A380.

Este componente hidráulico de control de vuelo de aleación de titanio fue diseñado para AM y ahora es un 35% más ligero que la versión original. (Fuente: Liebherr)

Libertad geométrica

Tener la libertad de hacer una pieza en la forma que mejor se adapte a su propósito es una ventaja única para la impresión 3D. Los métodos de fabricación tradicionales encajonan a los diseñadores e ingenieros en geometrías que son fáciles de fabricar, como los ángulos duros y los agujeros circulares producidos por las máquinas CNC. Si no se puede fabricar la forma ideal que da como resultado la pieza más resistente, los ingenieros deben compensar con material adicional o se arriesgan a producir una pieza débil. Por lo general, esto significa que las piezas están sobre-diseñadas con exceso de material porque es mejor usar demasiado material que que una pieza falle.

Cuando la gente dice que «la complejidad es gratuita en la impresión 3D», esto es a lo que se refieren. En su mayor parte, no cuesta más producir una forma más compleja en la impresión 3D. Cuando los ingenieros tienen la libertad de determinar la forma de los componentes, los componentes tendrán menos puntos de tensión, huellas más pequeñas y propiedades mecánicas superiores. Además, pueden emplear herramientas de optimización de topología y diseño generativo. Estas herramientas permiten a los ingenieros establecer parámetros de piezas como puntos de montaje y tensiones ambientales sin dictar la forma exacta del objeto; Las geometrías son generadas por IA y se ejecutan a través de una serie de simulaciones para decidir el diseño óptimo. Las piezas generadas de esta manera son estéticamente muy diferentes de las piezas de fabricación tradicional, con arcos amplios y huecos irregulares que solo se pueden producir con AM.

GM y Autodesk utilizaron herramientas de diseño generativo en Fusion360 para crear un soporte para asiento de automóvil que redujo el ensamblaje de ocho partes a una; pesa un 40% menos y es un 20% más resistente.

Los ingenieros de GM y Autodesk colaboraron para crear este soporte de asiento de diseño generativo, que consolida ocho partes diferentes en una. (Fuente: Additivemanufacture.Media)

Este soporte para el Centro de Ingeniería y Desarrollo de Investigación de Misiles y Aviación del Ejército de EE. UU. (AMRDEC) también se generó con optimización de topología y es significativamente más rígido que la pieza original.

Este soporte se imprimió en 3D en 2020 con una impresora 3D de metal Eosint M 280.

Biomimetismo

La biomimetismo es el concepto de mejora de la funcionalidad mediante la incorporación de elementos de sistemas biológicos porque la naturaleza ha tenido unos pocos miles de millones de años para especializar ciertas funciones gracias al proceso de evolución. Uno de los mejores ejemplos de esto es el avión, cuyas alas están diseñadas y diseñadas para flexionarse como las alas de los pájaros. La impresión 3D permite a los diseñadores modelar soluciones basadas en los sistemas orgánicos que se encuentran en la naturaleza, que generalmente son difíciles de producir con la fabricación tradicional. Incluso los patrones de relleno triangulares y de panal que se encuentran en muchas impresiones FDM podrían atribuirse a la biomimetismo, ya que esos patrones se encuentran en estructuras de células vegetales.

Los esfuerzos en curso para imprimir huesos en 3D están impulsados en parte por el deseo de aprovechar la estructura interna que le da al hueso su flexibilidad y una alta relación resistencia-peso. De hecho, Airbus es particiones de impresión 3D que se modelan según el hueso.

Los investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Northeastern University se están inspirando en las escamas de los peces para imprimir armaduras corporales en 3D. Para su proyecto , la geometría y la flexibilidad eran igualmente importantes, por lo que la impresión 3D era su única opción de fabricación.

El científico investigador Ranajay Ghosh sostiene un modelo impreso en 3D de una escala de pez que utilizó en su investigación sobre el sistema de armadura. (Foto: Matthew Modoono)

Ya sea que los ingenieros estén tratando de reducir piezas, mejorar el rendimiento o aumentar la funcionalidad, utilizan los principios de DFAM para optimizar la eficiencia general de la fabricación de piezas con AM.

Puede contactarnos ahora para un escaneo de la empresa o del producto. Podemos averiguar exactamente cómo y dónde es probable que su empresa se beneficie de la implementación de DFAM.

La impresión 3D ayuda a restaurar obras de arte antiguas

3D Builder - John · 28/01/2021 ·

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Las obras de arte de todo el mundo no son tan permanentes como podría pensarse. A menudo, muchos museos encuentran la necesidad de contratar restauradores y renovadores para recuperar lo que era especial en las antigüedades antiguas. Al igual que con la creación de arte, la impresión 3D está encontrando su uso en el mundo de la renovación y restauración. Mattia Mercante, un restaurador del patrimonio cultural, utilizó tecnologías avanzadas como la impresión 3D y el escaneo 3D para revivir obras de arte junto con otros artefactos culturales que se han vuelto abandonados.

Mercante utilizó una impresora 3D de Formlabs para este ambicioso proyecto. Si bien la impresión 3D ha desempeñado durante mucho tiempo un papel importante en el arte, también está encontrando un punto de apoyo destacado en el mundo de la restauración. Un proyecto de restauración requiere varios pasos. La primera es que los inspectores técnicos calificados verifiquen con los restauradores para juzgar el estado de la técnica. Mercante comenzó a utilizar el escaneo / impresión 3D con la intención de resolver problemas asociados con la catalogación de obras de arte. Tenía la intención de que esto fuera un paso hacia la preservación del patrimonio cultural.

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Esculturas de dragones antiguos restauradas mediante impresión 3D

“ Trabajamos para resolver tres tipos de problemas: urgencia, prevención y mejora ”, dijo Mercante. “ Urgencia significa que si la obra de arte necesita ser restaurada rápidamente para ser salvada, debemos darle prioridad. Si pensamos que su estado podría deteriorarse en un futuro próximo, procedemos a la restauración por prevención. Por último, si una obra de arte se exhibirá o formará parte de un estudio, debe estar preparada para situaciones tan especiales, que llamamos realce. »

Impresión 3D y restauración de obras de arte antiguas

Anteriormente cubrimos cómo la impresión 3D ayuda a restaurar edificios y automóviles . Mercante parece querer tratar el arte de manera similar en el sentido de que debería ser un ejercicio técnico. La libertad artística personal del restaurador debe dejarse a un lado según él. El propósito, por tanto, reside en la autenticidad.

Después del escaneo 3D, los restauradores verifican las posibles mejoras para devolverlo a su estado original. Crean documentación, diseñan las formas y terminan las restauraciones. La impresión 3D también permite la producción de prototipos para probar previamente el resultado. Esto puede ser de gran ayuda en el campo.

Mercante se centra principalmente en la restauración de esculturas de terracota, yeso, vidrio y cera. El proyecto de la imagen es un relicario que diseñó para el Opificio delle Pietre Dure en Florencia. Si bien este trabajo quedó incompleto por su complejidad, la impresión 3D ha permitido su reproducción. Utilizando escáneres 3D e impresoras 3D dentro del laboratorio de Opificio, Mercante y Cristina Gigli realizaron un “ elenco virtual ”, de acuerdo con adornos similares dentro de la pieza, y lo modificaron para adaptarse al área incompleta.

Mercante prefiere la impresión SLA 3D debido a su gran detalle y calidad de superficie. Él cree que también tiene potencial para producir moldes que pueden servir como un buen punto de partida para hacer adornos y partes en el material original. Si bien hay muchos que piensan que la impresión 3D aún no puede ayudar a la restauración, el estudio aún es joven y se producen nuevos avances todos los días. Desde entonces, Mercante ha participado en varios otros proyectos, restaurando fragmentos dañados de estatuas y las conchas perdidas de una cueva artificial. La precisión y las capacidades de escaneo de la nueva tecnología le brindan las herramientas que necesita.

Imagen destacada cortesía de Formlabs.

WASP presenta 2 nuevas impresoras 3D de cerámica de extrusión de material

3D Builder - John · 20/01/2021 ·

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El fabricante italiano de impresoras 3D WASP acaba de presentar su nueva línea de impresoras 3D de cerámica de extrusión de material . También mostraron las impresionantes capacidades de la línea recreando fielmente el David de Michaelangelo . La compañía espera que las máquinas sirvan como un cambio de juego en el mundo de la impresión de cerámica.

WASP ha lanzado formalmente el DeltaWASP 2040 Clay y también el DeltaWASP 40100 Clay y ha demostrado sus méritos artísticos. La arcilla 2040 es una extensión de la línea anterior de impresoras delta, mientras que la 40100 es completamente nueva. La primera es una versión cerámica que reúne todos los grandes atributos del original, pero aplicada en cambio a una amplia gama de materiales cerámicos. De hecho, la empresa presume de que ambos impresores pueden utilizar “todos los materiales cerámicos”.

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El fabricante holandés VormVrij presenta la serie de impresoras 3D Clay LUTUM v4

Ambas Impresoras trabajan con porcelana, gres, refractarios, arcillas y mucho más. El 40100 (400 mm x 1000 mm) es más grande que el 2040 (volumen de construcción de Ø200 x h400 mm). Ambos tienen una resolución de 0,5 mm y un factor de aceleración de 5000 mm / seg. Ambas impresoras también tienen una cama calentada a 120 ° C y un diámetro de boquilla de 1.2 mm (aunque la 40100 tiene opciones adicionales de boquillas más grandes que van de 2 a 8 mm).

Además, ambas impresoras tienen varias innovaciones de marca registrada, como el tornillo de dosificación controlado y el control de presión de aire integrado. El sistema de resurrección es particularmente novedoso, ya que permite reanudar una impresión precisamente donde terminó en caso de un corte de energía.

Esculpir con impresoras de cerámica

Para recrear fielmente la famosa obra de arte de Miguel Ángel, Andrea Salvatori utilizó el escáner Wasp 3D para identificar y recuperar la estructura de la escultura. Esto permitió una compra más rápida de la intrincada información de la escultura inicial. Además, el software de modelado 3D ayudó a refinar los gráficos de la estructura y a prepararlos para la fabricación aditiva.

Luego moldearon 16 elementos separados y los fijaron en su posición mediante un sistema de fijación especial. Utilizaron la DeltaWASP 3MT Industrial con extrusora de pellets para producir las 16 piezas. Para ayudar a que el proceso sea más barato y rápido, el diseño definitivo depende de un tipo de plástico en gránulos imprimible en 3D.

La resolución del producto final es muy clara. La estatua adquiere una forma inmaculada, lo que demuestra que las impresoras valen la pena para cualquier artista. La diversificación de WASP hacia la impresión cerámica parece, hasta ahora, ser un gran éxito.

Todas las imágenes destacadas son propiedad de WASP.

ECCO lanza el proyecto 'piloto' QUANT-U para zapatos personalizados impresos en 3D

3D Builder - John · 10/01/2021 ·

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La marca de calzado danesa de renombre mundial ECCO está buscando lanzar un nuevo proyecto piloto para incorporar la impresión 3D en la producción de calzado. Si bien las zapatillas impresas en 3D no son nada nuevo en sí mismas, este proyecto realmente brilla en los detalles. La idea es llevar zapatos personalizados impresos en 3D al consumidor medio a través de su concept store de Ámsterdam .

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Equipos ECCO con ViscoTec para entresuelas de silicona impresas en 3D

El proyecto QUANT-U, fruto del Innovation Lab ECCO (ILE), puede, en teoría, producir zapatos en tan solo unas horas. Además, la tienda adaptará los zapatos a las especificaciones y calce exactas del cliente. El método está muy basado en datos y es elaborado. Presenta el primer modelo real de productos de moda personalizables a escala de mercado masivo.

“ Vemos mucha actividad sobre el tema del calzado impreso en 3D sin una solución sólida para una verdadera personalización masiva de la competencia ”, comentó Patrizio Carlucci, director de ILE. “ La fabricación aditiva ofrece la posibilidad de crear piezas a medida en serie, pero esto rara vez se traduce en un producto de consumo; probablemente debido a la complejidad de los modelos 3D y la falta de datos de medición para empezar. Para resolver esto, nos enfocamos en gran medida en la captura e interpretación digital del movimiento y los datos ortopédicos, luego nos aseguramos de que esta experiencia no fuera más complicada que probarse un zapato en la tienda y caminar durante unos minutos. Realmente tradujimos más de 50 años de experiencia en la fabricación de calzado en un algoritmo «.

Sensores, escáneres e impresoras 3D

La empresa resume sus procesos en 3 pasos: análisis en tiempo real, diseño basado en datos e impresión 3D en la tienda. El paso inicial es crear una huella digital del usuario a través de escaneos 3D anatómicos y datos de sensores. La huella también captura el ajuste exacto del usuario y los detalles del movimiento de su pie. Si bien puede parecer complicado, esta parte del proceso solo toma unos 30 segundos.

La tecnología de escaneo fue desarrollada por Cambridge Design Partnership, con sede en el Reino Unido, lo que permitió a Ecco capturar el paso exacto de sus clientes. Los sensores miden una gran cantidad de datos utilizando giroscopios y sensores de presión y acelerómetros. Incluso emplea el uso de sensores de humedad y calor para calibrar las características exactas que uno desearía.

Después de recopilar los datos, ECCO puede crear un modelo 3D de una entresuela personalizada para el usuario. FashionLab de Dassault Systèmes creó el software para generar la entresuela. El software utiliza el aprendizaje automático para llegar al ajuste ideal. Compara los diseños utilizando computación en la nube para generar el mejor resultado. Una vez que se completa esta etapa, ECCO utiliza los sistemas de impresión 3D RepRap alemanes para producir las entresuelas. DOW Chemical proporcionó el material a base de silicona para estos procesos.

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Una descripción general de la impresión 3D de silicona

La exposición de Rapid + TCT presentará importantes innovaciones en la impresión 3D médica

3D Builder - John · 10/01/2021 ·

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Esta publicación es: patrocinada

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El Rapid + TCT de 2020 se convertirá en uno de los eventos de exposición tecnológica más concurridos del año. Las exposiciones incluirán una amplia gama de maravillosas innovaciones en múltiples campos. Si bien hay muchas industrias que vale la pena tener en cuenta, muchas de las exhibiciones más emocionantes de este año son las Innovaciones de fabricación médica , que exhibirán exhibiciones sobre el campo médico con los últimos avances en tecnología de atención médica. Los organizadores de la feria Medical Manufacturing Innovations han proporcionado un cronograma especialmente para estos eventos, que se puede ver aquí .

El evento en sí contará con una serie de talleres y presentaciones de figuras destacadas dentro de los círculos de la impresión 3D. Los temas abarcan desde aplicaciones de planificación quirúrgica, fabricación de implantes serializados, impresión con biomateriales y bioimpresión hasta imprimaciones sobre todo lo que uno podría necesitar saber para implementar la fabricación aditiva en sus instalaciones de atención médica. También contará con charlas de expertos de organizaciones ilustres como Mayo Clinic, Johnson & Johnson, la FDA y varias universidades.

Los ponentes se sumergirán en aplicaciones de vanguardia y presentarán nuevos desarrollos. Los expertos de la industria discutirán el impacto de nuevas aplicaciones como la impresión DLP en prótesis de oído medio y la nueva comprensión de las tecnologías existentes, como el efecto de la orientación de construcción en la vida de fatiga axial / torsional del titanio, entre muchas otras.

El programa MMI tendrá una duración de cuatro días, del 23 al 26 de abril en el Centro de Convenciones de Fort Worth , Fort Worth , TX.

Copa acetabular de titanio fabricada con fusiones de lecho de polvo, creando la estructura porosa y la copa en una sola construcción.

Crecimiento de aplicaciones médicas en la fabricación aditiva

El espectáculo llega inmediatamente después del impresionante crecimiento de la fabricación aditiva en el sector médico. La mayoría de los principales fabricantes de dispositivos ortopédicos ya han adoptado la fabricación aditiva para guías quirúrgicas adaptadas al paciente o como un método de producción eficaz para producir estructuras superficiales complejas. En la actualidad, hay más de 100 hospitales en los EE. UU. Que tienen centros de impresión 3D en hospitales. La impresión 3D cubre una amplia gama de funciones en medicina, incluida la producción de prótesis, modelos anatómicos, herramientas quirúrgicas e implantes. El evento reunirá todos los acontecimientos más recientes en este apasionante campo para todos los presentes.

Los nuevos desarrollos dentro de las funciones dentro de la industria médica son el resultado de la creciente necesidad e interés de muchas innovaciones. Lo más destacado es la bioimpresión y la proliferación de hidrogeles, la publicación de la FDA de la orientación técnica de fabricación aditiva y la actualización de los estándares para satisfacer mejor las necesidades de la impresión 3D. El crecimiento de los sistemas de metales DLP, los sensores imprimibles para dispositivos portátiles / activos y las tecnologías de escaneo corporal también han jugado un papel destacado en la integración continua de los datos de imágenes.

Un tema importante dentro del evento es el crecimiento de implantes y dispositivos médicos serializados y adaptados al paciente. Estas nuevas herramientas médicas ahora se pueden hacer para adaptarse con precisión a la anatomía del paciente, reduciendo tanto el tiempo de operación como de recuperación. Estos incluyen guías para reconstruir andamios óseos para regenerar tejido y hueso, y crear estructuras de dispositivos complejas que no son posibles con otros métodos de fabricación.

Durante el transcurso del evento, los profesionales también debatirán sobre las implicaciones de las tecnologías de impresión 3D en la rehabilitación y la recopilación de datos. Presenta discusiones no solo de fabricantes de dispositivos y desarrolladores de tecnología, sino también de hospitales, incluido el sistema de atención médica de la Administración de Veteranos de EE. UU.

Algunos de los eventos principales incluyen:

  • Taller previo a la conferencia: Consideraciones normativas y de calidad para dispositivos médicos impresos en 3D
  • Taller previo a la conferencia: Fabricación de piezas metálicas utilizando tecnologías de fabricación aditiva.
  • Presentaciones AM en profundidad de metales: Fabricación aditiva de metales.
  • Sesiones de MMI sobre implantes y biomateriales para fabricantes de Point of Care
  • Taller previo a la conferencia: Impresión 3D en hospitales: lo que necesita saber.
  • Sesiones de conferencias en profundidad sobre aplicaciones clínicas y prótesis personalizadas.
  • Discurso principal: Aumento de la fabricación en el lugar de atención: Impactando a más pacientes.

Un agradecimiento especial a MMI por contactarnos y proporcionar información adicional.

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