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Este es un artículo invitado escrito por Anatoly Berezkin, cofundador de StoneFlower

Si bien algunos de los primeros usuarios exploran la impresión 3D interna con diferentes materiales, como chocolate, arcilla o silicona, la mayoría de los entusiastas de la fabricación aditiva utilizan principalmente la impresión FDM con termoplásticos. La impresión de pastas y líquidos viscosos sigue siendo un desafío y mucho menos asequible. La startup de Munich StoneFlower va a cambiar esta situación. La semana pasada lanzaron en Kickstarter su Ceramic 3D Printing Kit: «complemento robusto, preciso y fácil de usar para su impresora 3D de escritorio que le permite imprimir cerámica, porcelana y otros materiales».

Después de quemar en un horno, la cerámica y la porcelana impresas en 3D son perfectas para el uso diario y para pequeñas producciones en serie en artesanía, arte y diseño. Son duraderos, aptos para alimentos, resistentes al calor, fuertes y sostenibles. La materia prima en sí es aproximadamente 10 veces más barata que el plástico. La cerámica no quemada es reutilizable y es conveniente para la creación de prototipos en arquitectura. El kit también puede imprimir «diferentes líquidos y pastas viscosas, como un esmalte, arcilla metálica, pasta de soldar, pintura o incluso alimentos».

El kit de impresión 3D de cerámica incluye un cabezal de impresión y una extrusora de pistón que es lo suficientemente potente como para dispensar arcilla espesa, ligeramente diluida. Las pastas menos viscosas se pueden extruir fácilmente. La capacidad de la extrusora es de 500 ml, pero el usuario puede pausar la impresión, cargar más material y continuar la impresión. Por tanto, el tamaño del objeto no está limitado. El cabezal de impresión deposita material en capas tan delgadas como 0,3 mm, lo que es comparable a la precisión de la impresión 3D FDM. Ahora el kit está disponible en Kickstarter por solo 430EUR, que es al menos 5 veces más barato que las impresoras 3D de cerámica existentes. La entrega está prevista para abril de 2020.

¿Qué tiene de especial el kit de impresión 3D de cerámica StoneFlower?

Las impresoras de arcilla especializadas son relativamente grandes y caras para aquellos que solo quieren probar la impresión de arcilla en pequeña escala. Y esta no es la única limitación. La tecnología aún no está del todo madura. La alimentación de arcilla más precisa y reproducible con la extrusora de pistón ahora se implementa solo en unas pocas impresoras de arcilla comerciales. Otras impresoras aprovechan la presión de aire que requiere un compresor, ajustando la velocidad de alimentación de acuerdo con la viscosidad de la arcilla, crea riesgos de seguridad adicionales y tiene una baja reproducibilidad de la experiencia de impresión.

El cabezal de impresión con la extrusora de tornillo elimina las burbujas de aire y las no homogeneidades de la arcilla preparada manualmente, emulando un molino de barro industrial. Esos dos elementos del kit funcionan sincrónicamente, proporcionando una salida constante de impresiones de alta calidad.

Más que cerámica

La fuerte extrusora de ariete del kit puede dispensar muchos materiales diferentes además de arcilla. Los posibles ejemplos incluyen esmaltes para cerámica, pinturas para obras de arte, arcilla metálica para joyería sofisticada, pasta de soldadura para proyectos de PCB, resinas curables con agua o UV, cera, pulpa, chocolate, etc. El equipo ha desarrollado un conjunto de microimpresión. Esta es una pequeña mejora del kit que se basa en jeringas fácilmente disponibles, desechables y aptas para alimentos. Este conjunto permite a los usuarios experimentar con nuevos materiales fuera de la estrecha gama de termoplásticos disponibles comercialmente y, literalmente, inventar nuevos campos y aplicaciones de la impresión 3D.

Fuente abierta

De acuerdo con las mejores prácticas de ingeniería, el kit está diseñado como un producto modular, ensamblado a partir de componentes estándar para simplificar el mantenimiento, el servicio, las actualizaciones y las extensiones personalizadas. Estas características hacen que el kit sea atractivo para los fabricantes. La startup StoneFlower contribuye activamente al movimiento de código abierto para convertir rápidamente los comentarios de la comunidad en diseños mejorados. Los planos del prototipo de la extrusora de arcilla están disponibles gratuitamente en el sitio web del proyecto (https://stoneflower3d.com). En el futuro, la startup planea seguir publicando diseños gratuitos en paralelo con el desarrollo del producto. Los fundadores comparten su experiencia en ingeniería con las comunidades, creciendo en torno a esta tecnología de impresión 3D.

Startup y fundadores

Project StoneFlower fue fundado a principios de 2020 en Munich por los ingenieros rusos Anatoly Berezkin y Stanislav Mironov. Pasaron más de 6 meses para optimizar la mecánica, la hidrodinámica y la electrónica de su producto. El kit de impresión 3D de cerámica es solo el primer paso del equipo hacia el desarrollo de equipos de impresión 3D profesionales para líquidos pseudoplásticos altamente viscosos: arcillas, esmaltes, pastas, pinturas, resinas curables, etc.

Dipl. Ing. El Dr. Anatoly Berezkin, investigador del Instituto Max-Planck de Düsseldorf, se familiarizó con la impresión 3D de resinas a partir de componentes viscosos en el año 2020. Durante su colaboración con la empresa alemana Covestro AG publicó un par de artículos de investigación sobre la principios de este proceso. En los años siguientes en la Universidad Técnica de Munich, adquirió experiencia práctica en el desarrollo de equipos automatizados para experimentos de sincrotrón, construyendo enrutadores CNC e impresoras 3D en un tiempo libre. Pasó la mayor parte del año 2020 estudiando Gestión Empresarial, desarrollando el kit de Impresión 3D de Cerámica y preparándose para lanzar la puesta en marcha a su alrededor. En el equipo de StoneFlower, Anatoly es responsable del desarrollo del producto, la gestión comercial general y la certificación.

Dipl. Ing. Stanislav Mironov se graduó de la Universidad Técnica de Munich y se unió al proyecto después de una pasantía en Electro Optical Systems GmbH. En la puesta en marcha, Stanislav se ocupa de las relaciones públicas, el marketing y la cadena de suministro.

En un momento de creciente interés en las tecnologías de impresión láser, Aerosint parece estar aprovechando la tendencia. El fabricante con sede en Bélgica está actualmente a la espera de la aprobación de la patente de su tecnología de impresión SLS multipolvo. Si la tecnología pasa, la compañía habrá creado el primer proceso de impresión 3D de lecho de polvo multimaterial .

Aerosint ha aclarado que la impresora puede hacer uso de una amplia gama de polímeros, cerámicas e incluso metales. Se jactan de que puede funcionar con prácticamente cualquier polvo de impresión. Si bien la amplia gama de materiales es motivo suficiente para emocionarse, también utiliza un polvo de soporte inerte que permite que el proceso no tenga desperdicio. El polvo inerte tiene cero degradación, lo que también significa que todo es reutilizable.

La falta de desperdicio es un factor importante porque los sistemas de pólvora son muy propensos a este problema. Por lo general, hasta el 90% del polvo puede permanecer sin procesar. Usar un polvo reciclable definitivamente es definitivamente una gran ventaja que posee sobre otras máquinas.

Impresión de polvos múltiples

La impresora de polvos múltiples funciona con un dispensador de polvos con varios tambores de modelado. Cada tambor utiliza un tipo de polvo diferente y deposita el polvo en cantidades controladas. La gran ventaja del sistema es que deposita capas para sinterizar compuestas por múltiples materiales. El nuevo dispositivo de Aerosint aparentemente puede manejar unos 200 mm / sy soportar temperaturas de 400 ° C. También han declarado que los tambores se pueden cambiar por otros con mayor capacidad que permitan impresiones más grandes.

Aerosint ha tomado la idea de la impresión de polvos múltiples y la ha utilizado para reducir el desperdicio de material. Este sistema utiliza un material de soporte de bajo costo para reducir el desperdicio del material de construcción. Esto está en marcado contraste con la forma en que las empresas han estado tratando de crear materiales que tengan bajo desperdicio, mientras que Aerosint están incorporando una solución de múltiples materiales. Si la máquina cumple con las expectativas, será un gran éxito entre los fabricantes.

Con formnext a partir de hoy, hay muchas tecnologías nuevas que todos esperan ver. Entre los principales candidatos de la lista se encuentra la tecnología QLS de NXT Factory. NXT está listo para presentar su dispositivo de sinterización por láser cuántico NXF1 ya que ya pasó la fase de desarrollo. La empresa cree que esta tecnología es un avance para la impresión láser.

Si bien la mayoría de las tecnologías láser emplean un solo punto láser, los láseres QLS cubren una sección transversal completa de la capa. Como resultado, QLS cubre mucho espacio utilizando millones de micro-láseres. El dispositivo multiplexa un láser en innumerables con la ayuda de ópticas de modelado de haz. La compañía afirma que logra esto sin ninguna degradación de la potencia general del láser.

“ Hemos construido un prototipo real y nos da la confianza de que no es solo un ejercicio de ingeniería teórico, de hecho lo hemos demostrado una y otra vez ” , dijo el fundador y director de tecnología de NXT Factory, Tomasz Cieszyński.

La impresora NXF1

“ Inicialmente, nuestra idea era simplemente desarrollar una impresora 3D de sinterización láser de bajo costo, pero después de muchos meses de deliberaciones, llegamos a la conclusión de que el mundo no necesita otra impresora 3D LS barata ” , explicó Graczyk. “ En lugar de ello, inspirados por el éxito de HP con Jet-Fusion de alta velocidad, decidimos buscar una impresora 3D termoplástica de alta velocidad lista para fábrica y crear una nueva categoría. »

El NXF1 fue el resultado de esta investigación. Se supone que es 10 veces más rápido que la mayoría de los dispositivos industriales y es la respuesta de NXT al moldeo por inyección tradicional. Tiene un área de construcción de 300 x 400 x 400 mm y mantiene una distribución uniforme del calor en toda ella. El NXF1 utiliza un láser de 1070 nm y lo multiplexa por toda la superficie completando cada capa en aproximadamente 1 segundo.

Debido al éxito del Multi Jet Fusion de HP, es evidente que la velocidad y la escala son importantes para la industria. Por tanto, es muy probable que QLS y NXF1 encuentren una base de usuarios viable. La fábrica de NXT está actualmente trabajando en QLS para ver cómo mejorarlo aún más. Emplea algoritmos de aprendizaje profundo patentados para optimizar el rendimiento de la impresora. A medida que la compañía presente su máquina, veremos si está a la altura de las expectativas.

Investigadores de EE. UU. Han encontrado una forma de convertir el metano de los géiseres en materiales de impresión 3D . En un proyecto conjunto entre la Universidad Estatal de Montana, la Escuela de Minas y Tecnología de Dakota del Sur y la Universidad de Oklahoma, los investigadores creen que pueden transformar este gas de efecto invernadero utilizando bacterias especiales llamadas metanótrofos.

“ Lo que pretendemos hacer es comprender mejor su metabolismo, comprender cómo forman el lodo de las biopelículas ” , dijo el profesor de Montana State, Robin Gerlach. “ Una vez que sepamos cómo funcionan estos organismos, esperamos poder ensamblarlos de la manera que sea más productiva. »

Los investigadores esperan utilizar la capacidad de las bacterias para metabolizar el gas en biopelícula. Al disponer las bacterias en la forma deseada, pueden hacer crecer los materiales de manera similar a como los bioingenieros producen tejido artificial. El equipo está trabajando actualmente en una versión que reaccione a la luz que se pueda utilizar en impresoras SLA. Esto abre muchas puertas ya que los microbios son muy reactivos a la luz.

Materiales sostenibles y respetuosos con el medio ambiente

Al ser un gas de efecto invernadero, el metano atrapa la radiación en la atmósfera. Si bien constituye una pequeña parte de todas las emisiones, es un material importante. El metano es responsable de capturar el 20% de la radiación atrapada en la atmósfera. Los investigadores planean usar géiseres en el parque nacional de Yellowstone y la instalación de investigación subterránea de Sanford como fuentes. Primero deben comprender cómo las bacterias metabolizan estos compuestos. Una vez que esto se completa, los investigadores pueden hacer que las bacterias reaccionen a varios otros compuestos.

Esta investigación juega un papel crucial en el creciente campo de los materiales de impresión sostenibles. Dado que utiliza una fuente de degradación ambiental para producir material de impresión, puede ser la clave para revertir el daño al ecosistema. La investigación aún se encuentra en su fase preliminar pero sus hallazgos son monumentales. Tendremos que ver cómo se desarrolla más.

La imagen destacada muestra el ciclo de vida de una biopelícula bacteriana. Imagen de Guanghong Zeng.

Esta publicación es: patrocinada

UnionTech y DSM han decidido firmar una empresa conjunta en la distribución internacional de materiales Somos SLA. Esta empresa se produce a raíz de la expansión de UnionTech en equipos SLA en América y Europa en 2020. Ambas empresas tienen un acuerdo de distribución activo en China desde 2003. Sin embargo, ahora están globalizando sus operaciones para encontrar oportunidades internacionales.

“ Estamos orgullosos de trabajar muy de cerca con el grupo Somos, combinando nuestra tecnología de plataforma de hardware totalmente abierta con su innovación constante en el desarrollo de resinas”, afirma el presidente de Uniontech, Barry Tsou. “Trabajar juntos en plataformas abiertas trae enormes beneficios en el desarrollo de materiales que satisfacen directamente los criterios de las necesidades de nuestros clientes. »

Un acuerdo innovador para ambas empresas

Somos el grupo de DSM es responsable de esta asociación con UnionTech. El acuerdo cubre una gama de nuevos productos. La serie comercial PILOT de UnionTech y las líneas de productos de producción RSPro emplearán materiales Somos. Este acuerdo de distribución global consolida aún más los lazos profundos entre ambas empresas.

Somos ha estado en el mercado de SLA desde los años 80. Han estado desarrollando resinas que se parecen mucho a los termoplásticos de ingeniería en términos de funcionalidad durante bastante tiempo. Las resinas de estereolitografía de Somos se utilizan actualmente en más de 600 instalaciones de estereolitografía de UnionTech en todo el mundo.

Este anuncio también viene inmediatamente después de otros anuncios de UnionTech. Anteriormente hemos cubierto la estrategia más nueva de UnionTech en el mercado . La empresa busca ofrecer su serie PILOT como una opción viable y económica para muchos productores. Si bien la empresa busca penetrar en el mercado con esta estrategia de precios, es posible que también esté mejorando su estrategia de suministro y desarrollo de materiales a través de esta asociación con DSM. Del mismo modo, UnionTech también está utilizando su propio software PolyDevs interno en sus máquinas. Todo esto indica cuánto control tienen sobre cada elemento de producción.

Imagen destacada recuperada de UnionTech.