Después de haber adquirido la impresora 3D de polímeros más grande del mundo, la Universidad de Maine ya la está utilizando sin precedentes. El Centro de Estructuras y Compuestos Avanzados de la Universidad acaba de crear el barco impreso en 3D más grande del mundo a partir de una combinación de nano fibras celulósicas y microfibras con materiales termoplásticos. La investigación pionera ha destrozado múltiples récords mundiales Guinness y ha recibido avisos de funcionarios públicos, investigadores y personal militar.
El Centro de Compuestos y Estructuras Avanzadas de UMaine rompió 3 récords diferentes con una impresión el 10 de octubre. De un solo golpe, adquirieron los récords de la impresora 3D de polímeros más grande del mundo, el objeto sólido impreso en 3D más grande y el barco impreso en 3D más grande. La inauguración del barco atrajo a más de 250 funcionarios federales y estatales, ejecutivos de empresas, líderes del sistema de la Universidad de Maine y miembros de la comunidad. La ceremonia también fue un hito importante durante 15 años de investigación en materiales avanzados e impresión 3D compuesta.
Este barco fue en parte una prueba para la nueva configuración de fabricación aditiva de UMaine. La nueva impresora 3D puede imprimir objetos de hasta 100 pies por 22 pies de ancho por 10 pies de alto. También ofrece velocidades de impresión de aproximadamente 500 libras por hora. Esta impresora única está programada para varias iniciativas ambiciosas, incluido el desarrollo de materias primas de base biológica que utilizan celulosa derivada de recursos de madera. También es una herramienta importante en la creación rápida de prototipos de aplicaciones civiles, de defensa e infraestructura.
Con el nombre de 3Dirigo, este barco impreso en 3D de 25 pies y 5,000 libras se sometió a pruebas en el Laboratorio de Ingeniería Oceánica Alfond W 2 . Logró pasar con gran éxito en la instalación de prueba de modelos en alta mar que alberga una máquina eólica de alto rendimiento sobre una cuenca de olas multidireccional. Sin embargo, el barco no es solo un gran problema debido a su tamaño o rendimiento. También marca un logro importante en las aplicaciones de materiales ecológicos y producción sostenible.
Investigación avanzada de materiales e impresión de barcos
UMaine Composites Center también recibió € 500,000 para ayudar a los constructores de barcos a incorporar la tecnología de impresión 3D en 2020
UMaine imprimió en 3D el barco de 25 pies con una forma de casco desarrollada por Navatek, líder en diseño de barcos y socio industrial de UMaine Composites Center. Al utilizar plásticos con un 50% de madera, los moldes y componentes de la embarcación son mucho más rápidos de producir, al mismo tiempo que son más económicos en comparación con los métodos sustractivos tradicionales actuales.
Dado que los constructores de barcos de Maine no pueden asumir los costos de adquirir una impresora 3D a gran escala y probar nuevos materiales de materia prima, el Centro de compuestos de UMaine y la industria de construcción de barcos de Maine se hacen cargo de ellos probando nuevos materiales con sus diseños. Estas nuevas técnicas ayudan a los constructores de barcos de Maine a aumentar la productividad y reducir los costos.
Las materias primas de base biológica son reciclables y económicas, lo que proporciona ventajas competitivas para las industrias manufactureras de Maine. Moe Khaleel, director de laboratorio asociado de Energía y Ciencias Ambientales en ORNL, afirma que el nuevo equipo acelerará la aplicación e integración de nuestra ciencia de materiales fundamentales, genómica de plantas e investigación de fabricación para el desarrollo de nuevos compuestos bioderivados sostenibles, creando oportunidades económicas para Maine’s. industria de productos forestales.
La combinación de fabricación aditiva y materiales de relleno biológico rentables es un cambio de juego potencial para la industria de construcción de barcos de Maine al reducir el costo de las herramientas marinas hasta en un 50 por ciento. James Anderson, director senior de programas de investigación y desarrollo en el Centro de compuestos de UMaine
Otras aplicaciones
Como se mencionó anteriormente, el barco ha atraído el interés de muchas industrias diferentes además de la construcción de barcos. Varios senadores y oficiales militares también estuvieron presentes en el evento y han elogiado el diseño. Esto incluyó a la senadora Susan Collins, miembro senior del Comité de Asignaciones del Senado, quien ayudó a asegurar € 20 millones para esta colaboración, junto con € 20 millones adicionales en el proyecto de ley de financiamiento de energía aprobado por el comité.
“ Me encantó unirme a la celebración de UMaine que presentó la impresora 3D y el objeto impreso en 3D más grande del mundo ”, dijo la Senadora Susan Collins. “ El futuro del Centro de compuestos [UMaine] es brillante, gracias a la excelente relación de trabajo entre UMaine, el Laboratorio Nacional Oak Ridge y muchas otras agencias federales, que apoyarán la fabricación aditiva a gran escala de próxima generación con termoplásticos de base biológica. »
La investigación en cuestión se centra en la producción, secado, funcionalización y composición de nanofibras de celulosa (CNF) con termoplásticos. Según UMaine, al colocar CNF de madera en termoplásticos, se pueden desarrollar sistemas de materiales reciclables bioderivados con propiedades que pueden rivalizar con los materiales tradicionales, posiblemente incluidos los metales. Los oficiales militares también señalaron que el método tiene aplicaciones definidas en sus diversos departamentos.
El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. Trabajará con la impresora 3D en el desarrollo de sistemas de infraestructura de baja logística. Esto incluye un molde impreso en 3D de 5,000 libras y 21 pies de largo para una nueva viga de puente de compuestos de 76 pies de largo. La viga ha sido licenciada a una empresa derivada de UMaine, Advanced Infrastructure Technology
“ La innovación que hemos presenciado aquí en la Universidad de Maine revolucionará la forma en que el Ejército prototipo y fabrica refugios, vehículos y otros sistemas grandes ”, dijo el Coronel Frank Moore, diputado militar del Centro de Soldados CCDC. » Los sistemas impresos en 3D, más ligeros pero más resistentes, impulsarán el estado del arte en la fabricación aditiva, forjando el futuro de los equipos expedicionarios IAW con la nueva política del Ejército sobre fabricación avanzada «.
Imagen destacada cortesía de la Universidad de Maine .
