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La impresión 4D y la impresión de alimentos están a punto de chocar. Tangible Media Group del MIT ha desarrollado pasta que reacciona con pliegues en varias formas cuando entra en contacto con el calor y el agua. Si bien toda la pasta hace esto hasta cierto punto, este tipo en particular reacciona con un diseño prediseñado y “programado”. La pasta es plana pero toma formas salvajes cuando se hierve.

Para lograr este efecto, Wen Wang y Lining Yao imprimieron en 3D tiras de celulosa comestible sobre la capa superior de la gelatina. Luego, solicitaron la ayuda de un chef para convertirlo en una marca de comida comestible y agradable. La investigación requirió el registro de temperaturas, maleabilidad y absorbancia. Los investigadores crearon una base de datos de las propiedades y crearon el prototipo ideal a partir de los datos.

Una de las razones principales por las que el equipo decidió participar en este proyecto fue el ahorro de espacio. Hicieron cálculos numéricos y se dieron cuenta de que incluso el mejor empaque significaba que el 67% del espacio en los paquetes de ciertas pastas era aire puro. Esta nueva pasta plana podría proporcionar a la industria del envasado una economía más espacial en sus envases.

El siguiente video muestra las transformaciones en curso y los distintos tipos de pasta.

Impresión 4D y alimentación

Wang, Yao y algunos otros estudiantes desarrollaron este concepto como una forma de mostrar las formas en que la impresión 4D podría sacar nuevos diseños de alimentos a partir de formas económicas. No solo han mostrado formas para pasta, sino que también han desarrollado opciones de color y transparencia. El equipo del MIT también ha desarrollado ciertos tipos de pasta que son completamente transparentes.

Otro ejemplo de este tipo muestra cómo la estructura de la pasta se puede hacer de tal manera que se rompa en diferentes secciones cuando esté lista. Este era un tipo que consistía en espacios que hacían que la pasta se rompiera en pedazos individuales a medida que crecía. Esta investigación abre un campo nuevo y divertido que puede facilitar la cocina. También es bastante minimalista por parte del consumidor, ya que no requiere tecnología adicional ni un nuevo proceso.

Los materiales de base biológica para la impresión 3D han existido por un tiempo. El PLA, por ejemplo, es el material más común en la impresión 3D de escritorio. Si bien el PLA es fácil de imprimir, sus propiedades mecánicas dan como resultado una falta de funcionalidad industrial. Este ha sido uno de los factores que ha frenado su adopción en entornos de alta resistencia como la construcción .

Se aplican argumentos similares contra otros termoplásticos. Para remediar este aspecto, el proyecto BARBARA busca desarrollar nuevos materiales de alta resistencia y durabilidad que satisfagan las demandas de la industria de la construcción. Este proyecto europeo tiene como objetivo encontrar una nueva generación de plásticos de base biológica a partir de residuos alimentarios o subproductos agrícolas.

Proyecto Barbara

Este proyecto es una colaboración entre varias empresas de 11 países europeos. El objetivo final es producir 2 nuevos prototipos para mostrar las perspectivas de materiales funcionales destinados a la construcción. En lugar de recurrir a los medios tradicionales de producción de materiales, buscan soluciones sostenibles y económicas. Como resultado, empresas auxiliares como FECOAM y CARGILL están proporcionando residuos de alimentos para su procesamiento.

Los líderes del proyecto celebraron el primer encuentro en el que se perfilaron los objetivos y ambiciones de esta iniciativa en la ciudad española de Zaragoza. El proyecto tiene una duración de 3 años. Está sucediendo bajo la bandera del Programa Marco de la Unión Europea para la Investigación y la Innovación Horizonte 2020.

El proyecto es una colaboración entre proveedores de residuos alimentarios, universidades, empresas de investigación, empresas de envasado y procesamiento y empresas de construcción. La universidad italiana de Perugia supervisará todo este proceso.

Fabricación de materiales de impresión 3D a partir de desechos biológicos u orgánicos

El proyecto tiene algunas pautas sobre cómo deberían ser los materiales. En primer lugar, deben basarse en residuos alimentarios o subproductos agrícolas. El desperdicio de alimentos puede provenir de verduras, frutas y frutos secos como zanahorias, almendras o granadas. Subproductos agrícolas de cosas como el maíz.

En segundo lugar, los prototipos deben poseer propiedades mecánicas, térmicas, estéticas, ópticas y antimicrobianas específicas para que sean adecuados para su uso industrial. Parece que el proyecto está buscando estos materiales para una amplia gama de usos a juzgar por las altas demandas impuestas a los investigadores.

Este proyecto marca un paso no solo hacia materiales sostenibles sino también hacia posibles aplicaciones industriales. Ambos elementos impulsarán el uso de materiales de impresión 3D y aumentarán la necesidad de imprimir en aspectos importantes de la vida diaria.

Peacocks Medical Group se ha asociado con Stratasys para desarrollar calzado ortopédico. Esta nueva empresa aprovecha los resultados detallados que ofrece la tecnología de impresión 3D.

La impresión 3D siempre está desentrañando nuevas maravillas médicas. Ha influido en una variedad de necesidades médicas, desde prótesis hasta órganos. Ahora, esta asociación parece ser un paso crucial para ayudar a la floreciente industria ortopédica. Los aparatos ortopédicos ofrecen alivio del dolor a quienes sienten incomodidad al caminar. Si bien al principio puede parecer un artículo más pequeño, es parte de una industria multimillonaria que ayuda a millones de personas en todo el mundo.

Nilón-11

Este diseño particular utiliza sinterización láser en Nylon-11. El nailon es un ajuste natural para la ropa y el calzado. Es maleable, flexible y bastante disponible. También es duradero, se deforma menos y es fácil de producir.

Ortesis impresas en 3D

El desarrollo de aparatos ortopédicos mediante la impresión 3D tiene muchas ventajas. En primer lugar, la tecnología permite a los diseñadores diseñar a medida cada unidad para que se adapten a cada cliente individual. Esto es útil en una industria como la ropa médica, donde cada cliente tiene necesidades muy específicas. Con la impresión 3D, ambas empresas pueden garantizar diseños que tienen áreas de control y flexibilidad seleccionadas individualmente.

Esto también permite que los productores sean menos confiables con los fabricantes para producir y entregar los aparatos ortopédicos. Como tales, pueden mantener bajos los costos de inventario y producir los aparatos ortopédicos a pedido. Mientras que otras empresas pueden tener que comprar al por mayor, las que usan la impresión 3D pueden hacerlo por unidad.

Stratasys

Stratasys ha estado trabajando con muchas empresas durante los últimos años. Actualmente, la empresa tiene 1.200 patentes de fabricación aditiva concedidas o pendientes. La compañía tiene muchas subsidiarias y también ofrece servicios de consultoría a varias otras organizaciones.

Boeing ha estado en camino de innovar su línea de aviones durante un tiempo. Ahora, en asociación con AMRC , han publicado detalles sobre un nuevo método pendiente de patente actualmente en desarrollo.

¿Qué es THREAD?

THREAD es una tecnología de impresión híbrida que permite estructuras con elaborados niveles de complejidad. Permite a los fabricantes crear impresiones de múltiples materiales sin problemas con una integración continua y sin problemas de capas. El ingeniero de desarrollo de AMRC y especialista en AM, Mark Cocking, dijo : “THREAD tiene la posibilidad de agregar simultáneamente múltiples hilos reconocidos por la industria de diferentes materiales en un componente, lo que le da al componente funciones adicionales. Esto abrirá la mañana a una mayor variedad de usos «.

Una de las cosas interesantes de THREAD es que sus desarrolladores afirman que puede ser un componente complementario para otras plataformas de fabricación aditiva. «THREAD tiene potencial para ser desarrollado como una tecnología complementaria para las plataformas de AM existentes y también incorporarse en las tecnologías de AM de próxima generación», agregó Mark Cocking.

Aplicaciones de THREAD

Uno de los principales atractivos de THREAD es que puede crear estructuras más amigables con los propósitos de empresas como Boeing. Esto se debe a que, en teoría, la tecnología puede establecer conexiones eléctricas en la estructura de la impresión. Esto se hace incorporando varios materiales simultáneamente. Esto puede permitir a los fabricantes crear pistas en la impresión.

Por esta razón, THREAD es una bendición para cualquier empresa que busque imprimir en 3D componentes electrónicos encapsulados. También será un activo para cualquier empresa que produzca bienes que deben ser compactos y livianos. Las estructuras complejas y las características integradas que permite el nuevo método pueden ser de gran ayuda para cualquier industria donde las conexiones eléctricas tradicionalmente deberían construirse por separado.

Si bien la patente de esta tecnología aún está pendiente, el método se ha probado con éxito. Fue probado en máquinas utilizadas para imprimir componentes poliméricos. Los investigadores de la AMRC están analizando los usos potenciales de la tecnología en áreas como la tecnología médica o aeroespacial.

Entre los activos únicos que proporcionan las impresoras 3D está su capacidad para crear materiales sintéticos. Ha ayudado durante mucho tiempo a campos como la bioimpresión y la medicina. Esta vez, los investigadores de Duke han desarrollado un nuevo metamaterial que potencialmente puede servir como un componente crucial de la tecnología inalámbrica. El equipo diseñó el material en cuestión para que exhibiera propiedades electromagnéticas. Las implicaciones de la investigación son que este tipo de materiales complejos con una amplia gama de aplicaciones se pueden imprimir incluso en dispositivos de fabricación aditiva disponibles comercialmente.

Tras una inspección más cercana, el material parece una serie de cubos. Esto se debe a que es una disposición de varias partes, cada una diseñada para interactuar específicamente con una onda electromagnética de cierta manera. La combinación de los cubos permite a los investigadores darle al material sus propias propiedades únicas. Tal estructura sería demasiado compleja para que los métodos de fabricación tradicionales la arreglaran sin mucho tiempo o gastos.

¿Qué son los metamateriales?

Los metamateriales son compuestos sintéticos que exhiben propiedades que no se encuentran en la naturaleza. Esto podría referirse a la capacidad de manipular la luz, el sonido o las ondas de radio, pero no siempre. El desarrollo de metamateriales es un activo importante para cualquier industria que emplee sensores de radio o sonido o refracción de la luz. Por esta razón, son una opción adecuada para desarrollar tecnología inalámbrica como sensores wi-fi o dispositivos bluetooth.

Los metamateriales tienen una definición algo vaga porque son difíciles de precisar. Algunos metamateriales ni siquiera tienen que ser un material singular. También pueden ser representativos de un enfoque de diseño que permita propiedades que ayuden a lograr algún propósito de ingeniería.

Materiales sintéticos impresos en 3D

Uno de los aspectos más interesantes de este desarrollo es que se ejecutó con impresoras 3D disponibles comercialmente. Esto abre la puerta para que muchos laboratorios empleen soluciones más económicas en este campo. Los investigadores no solo pueden hacer los materiales, sino que también han notado la alta calidad de las impresiones. Los investigadores han declarado que los metamateriales impresos en 3D son más receptivos al sonido en un factor de 14 veces en comparación con sus homólogos en 2D.

Los científicos líderes han enfatizado que el aspecto más crucial fue encontrar un material que funcionara con una impresora comercial. La cuestión clave fue encontrar un material conductor de electricidad adecuado para imprimir. Dado que la mayoría de las impresoras FFF usan plástico y las impresoras de metal son demasiado caras, el equipo tomó otro camino. Decidieron usar Electrifi de Multi3D LLC, un material conductor sintético desarrollado previamente por otro alumno de Duke.