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Aunque muchas personas notan las aplicaciones industriales y de creación de prototipos de la impresión 3D, a menudo se olvidan de mencionar sus posibilidades artísticas. Hay muchos artistas que miran las interesantes perspectivas de las nuevas tecnologías en su arte. Wong Chee Meng es uno de esos artistas que utiliza la confluencia de la realidad virtual y la impresión 3D en su trabajo.

Wong utiliza tecnología de realidad virtual para transformar su propia casa en un espacio de lienzo para crear sus pinturas. Utiliza el software de cepillo de inclinación de Google y un equipo HTC Vive VR. La libre circulación permite cierta libertad y no limita físicamente al artista en comparación con la pintura en lienzo. De manera similar, la combinación de movimiento real y software brinda los beneficios de pintar con la conveniencia de Photoshop o CAD.

La pintura virtual se muestra en una pantalla de monitor durante el proceso de creación. Una vez que la pintura está completa, Wong la imprime con una impresora normal o una impresora 3D dependiendo de la naturaleza del modelo. “Durante todo este tiempo, he estado haciendo mi obra de arte en 1D y 2D, y ahora se ha convertido en 3D”, dijo Wong . Su primera pintura le tomó 60 horas para completar.

VR y Google Tilt Brush para modelado de impresión 3D

La realidad virtual y la inclinación de Google se pueden aplicar a la creación de impresiones 3D nuevas y muy complejas. Adham Faramawy y Elliot Dodd han mostrado anteriormente arte realizado con impresoras 3D y VR. La combinación de estas tecnologías produce arte que antes era mucho más difícil de reproducir. Presenta a las personas la capacidad de pintar y esculpir simultáneamente.

Anteriormente hemos cubierto a Google y su interés duradero en el modelado 3D. La tecnología tiene aplicaciones no solo dentro del arte, sino también en arquitectura y diseño. Los usuarios de Tilt Brush pueden imprimir sus creaciones utilizando software como Meshmixer. Instructables tiene un gran tutorial sobre cómo usarlo .

Es una buena señal que HTC y Google estén notando el potencial de la impresión 3D y la realidad virtual y combinándolos. Solo aumenta el valor de la industria si introduce procesos de creación de medios más fiables y de vanguardia en su arsenal. Este tipo de innovaciones a menudo diversifican las herramientas y los usos de la impresión 3D.

Investigadores de la Escuela de Arquitectura Bartlett de la University College London revelaron recientemente un nuevo método de fabricación. Este nuevo proceso de implementación de diseño muestra cómo las estructuras pueden originarse a partir de hebras de plástico continuas y únicas. El método tiene menos que ver con el hardware que con el software del investigador. Mientras que la mayoría de los programas utilizan un método de deposición capa por capa, éste trata todo como un flujo de trabajo conectado.

Silla Voxel

Usando esta tecnología, los investigadores imprimieron una silla voxel con un diseño derivado de la silla Panton de Vernor Panton . La silla se curva en forma de S haciendo que todo el diseño tenga una geometría muy compleja. Naturalmente, esto lo convirtió en una buena prueba de la fuerza y precisión de la impresión. La silla original estaba hecha de una estructura sólida de poliestireno, mientras que esta silla voxel está hecha de una línea de plástico de 2,36 kilómetros con espacios huecos dentro de su estructura. En comparación con el original, la silla voxel tiene una estructura similar a una red.

En este método, el brazo del robot extruye el plástico en el aire, donde se enfría rápidamente. Lo hace continuamente para producir una serie de voxels que constituyen la estructura de la silla. Si bien no sabemos si la silla estará disponible comercialmente, el investigador planea lanzar el software al público en general.

Beneficios del método

El método permite diseños muy intrincados utilizando pequeñas unidades de estructura compleja para formar un objeto funcional. Como resultado, podría abrir puertas a estructuras más nuevas y más fuertes para los objetos. Aparte de eso, este método también permite que los objetos grandes sean más livianos y rentables. Esto se debe a la cantidad de áreas huecas presentes en el diseño.

Los investigadores también han notado que tiene usos potenciales dentro del campo de los metamateriales. Dado que los metamateriales requieren patrones sutiles a microescala incrustados en la estructura del material en sí, este método puede ayudar a satisfacer esa necesidad. Los investigadores desarrollaron el software con la intención de dar a los diseñadores más control sobre las minucias del proceso de impresión 3D.

SCARA y otros métodos similares

Los brazos robóticos utilizados para extruir objetos impresos están ganando bastante protagonismo en el campo de la fabricación aditiva. Uno de esos modelos que me viene a la mente es SCARA. Estos sistemas se originaron como robots de ensamblaje de pick and drop en líneas de ensamblaje, pero los ingenieros también los han reutilizado para la impresión 3D.

Los brazos robóticos como estos tienen un amplio rango de movimiento que muchas extrusoras tradicionales no tienen. Otra ventaja del brazo es que los espacios de construcción cuadrados no restringen su movimiento. Debido a estos factores, los brazos robóticos pueden seguir comandos más complejos cuando se trata de ciertas estructuras.

Haldemann Homme inc. ha emprendido un importante programa para promover la educación en los campos STEAM. Buscan brindar recursos a los jóvenes estudiantes para que desarrollen sus habilidades en estas materias. Su proyecto está dirigido a aquellos dirigidos a niños en edad escolar primaria y pre-secundaria dentro de los Estados Unidos. Si bien la enseñanza teórica es importante, el acceso a la tecnología puede ayudar a impulsar la participación de manera más significativa. La impresión 3D es una parte fundamental de este programa educativo.

El Departamento de Trabajo de EE. UU. Ha estimado un crecimiento en la demanda de campos STEAM y este proyecto parece ser una ventaja importante para ciertos estudiantes. Las escuelas no pueden proporcionar estos recursos por sí solas y los fondos gubernamentales pueden verse recortados bajo la administración actual. Como resultado, empresas como Haldemann han tenido que tomar el relevo.

Importancia del Proyecto

La idea detrás de este programa es mantener el interés de los estudiantes en ciertos temas a largo plazo. Los estudios han demostrado que el interés en los campos STEAM comienza con la inscripción en la escuela secundaria (que, a su vez, se traduce en la inscripción en la universidad ). Debido a esta noción, es una idea novedosa que las instituciones comiencen a desarrollar interés desde el principio.

Las reformas educativas como esta también son importantes para mejorar la demografía de los campos STEAM. Actualmente, existe una marcada demarcación en las estadísticas de género, lo que muestra la dificultad de atraer estudiantes femeninas a los campos de la ciencia y la ingeniería durante la escuela secundaria. Esto ha llevado a muchas estudiantes a abandonar los campos STEM por otros que no son STEM . Programas como este pueden brindar a todos los estudiantes la oportunidad de aclimatarse a la tecnología de punta y reforzar su deseo de seguir carreras en campos relacionados.

Muchas empresas están orientando las impresoras hacia el mercado educativo. Esto es indicativo de una necesidad más amplia de un mayor desarrollo en la educación y formación en impresión 3D. En consecuencia, esto puede servir como una señal de que la impresión 3D está creciendo hacia la ubicuidad. El programa seguirá los estándares de ISTE (Sociedad Internacional de Educación Tecnológica).

Muchos pueden dudar de que las impresoras 3D sean apropiadas para los niños. Si no está seguro de si las impresoras 3D son seguras para los niños, aquí hay un artículo que hicimos sobre el tema que podría disipar esas dudas .

Haldemann Homme Inc.

Según su página acerca de:

“Haldeman Homme, Inc. existe para mejorar las vidas de las personas a las que servimos. Escuchamos sus metas, las cosas que debe hacer para tener éxito en lo que hace. Nuestro objetivo es ayudarlo a lograr sus objetivos «.

Su objetivo es ayudar a otros «empleando a nuestra gente talentosa, tecnologías y mejores prácticas probadas para participar en su proceso y ayudarlo a lograr sus objetivos» .

Científicos con sede en Sydney, Australia, están intentando recrear la estructura de los arrecifes de coral a través de la impresión 3D. Los científicos tienen la intención de utilizar este tipo de coral protésico como un medio para eventualmente reparar la Gran Barrera de Coral. El profesor Will Figueira y la Dra. Renata Ferrari esperan recrear con precisión el ecosistema del arrecife y reparar el daño ambiental infligido sobre él.

Los investigadores crearon un mapa digital para modelar la estructura de los arrecifes. Luego aplicaron diferentes variables relacionadas con el cambio ambiental a los modelos para medir qué efectos tienen. Esto les está dando una mayor comprensión de las diversas formas en que los cambios ambientales han alterado el arrecife. Como resultado, los científicos están utilizando modelos virtuales para reparar el hábitat oceánico.

Anteriormente, otros investigadores han desarrollado arrecifes hechos de bloques de cemento y restos flotantes que se encuentran en el océano. Sin embargo, estos arrecifes artificiales nunca lograron capturar la estructura adecuada de lo real. Ahora, con el advenimiento de la impresión 3D, los investigadores realmente pueden capturar la complejidad de esta forma de vida que habita en el océano.

Esta investigación es excelente para restaurar el ecosistema oceánico. El coral también cumple una función importante para otras especies marinas. Por ejemplo, proporcionan un hábitat para ciertos peces, que a su vez protegen al coral de las algas potencialmente mortales. Esta relación simbiótica es parte del equilibrio de la naturaleza que los científicos quieren mantener intacto.

Impresión 3D y fotogrametría

La fotogrametría es uno de los métodos fundamentales para ayudar al científico a trazar el mapa del coral. La fotogrametría es un método para realizar mediciones a partir de fotografías. Recientemente, se ha vuelto imprescindible en la reconstrucción digital de modelos 3D. Esto se hace mediante el uso de fotografías superpuestas para capturar con precisión los diversos ángulos necesarios para reconstruir una escena u objeto. En los últimos años, se ha vuelto cada vez más popular debido a la proliferación de impresoras 3D y tecnologías de captura visual.

Tiene muchas aplicaciones fuera de la reconstrucción de la vida natural. Se puede utilizar para varios tipos de modelos de impresión 3D. Incluso fuera de la impresión 3D, tiene aplicaciones en animación y diseño arquitectónico. La fotogrametría es un campo que está experimentando un aumento en el interés y probablemente continuará haciéndolo en los próximos años.

Entre los factores más deseados en cualquier proceso de fabricación se encuentra una alta velocidad de producción por unidad. Las impresoras 3D FFF / FDM , aunque siguen siendo bastante rápidas cuando se utiliza una boquilla grande, actualmente no son rival para métodos como CLIP . Sin embargo, una nueva investigación sugiere formas en las que los fabricantes de impresoras 3D podrían aumentar la velocidad general de la impresión FFF / FDM.

La investigación define la velocidad estándar de las impresoras FFF / FDM como 10-20 centímetros cúbicos por hora cuando se imprime con un grosor de 0,2 milímetros. Los hallazgos sugirieron algunos ajustes para superar la velocidad máxima estándar. Una sugerencia es alterar el mecanismo de rueda de arrastre que se usa para alimentar el material de construcción. Según la investigación, un sistema que alimenta materiales con más fuerza podría acelerar la velocidad de alimentación.

Otro hallazgo fundamental fue que el filamento de precalentamiento ayudó a mejorar las velocidades de construcción. Esto tiene sentido ya que la temperatura está profundamente ligada a la presión de extrusión. También señalaron que la posición del cabezal de impresión juega un papel importante en la relación entre la velocidad y la calidad de impresión.

Uno de los investigadores, Scott N. Schiffres, comentó que “ el trabajo tiene implicaciones sobre cómo ampliar la fabricación aditiva y el equilibrio entre la impresión de mayor resolución y la velocidad. Esperamos que inspire el trabajo futuro para investigar el precalentamiento del polímero y la impresión con múltiples extrusoras. »

Los hallazgos de la investigación tienen implicaciones potenciales relacionadas con cómo se deben construir las impresoras 3D. Por lo tanto, los hallazgos podrían alterar la configuración estándar utilizada en muchas impresoras FFF / FDM. Los fabricantes tienden a tomarse muy en serio este tipo de consejos. Las empresas podrían rediseñar sus impresoras para incorporar cámaras de precalentamiento para el filamento. También podrían cambiar el diseño de sus ruedas de arrastre para permitir más fuerza. Por el contrario, los futuros investigadores también podrían proponer un sistema que no sea una rueda de apriete.

Metodología y factores que influyen en la velocidad de impresión

Los investigadores del MIT y Binghamton analizaron varios factores diferentes que podrían limitar la velocidad de las impresoras FFF / FDM. En consecuencia, aplicar los diferentes factores y modificar sus valores puede permitir velocidades de impresión más rápidas. La investigación incluyó valores como las tasas de temperatura, el mecanismo de extrusión del filamento, la boquilla y el sistema de movimiento.

El equipo utilizó varias impresoras 3D de escritorio para encontrar la velocidad máxima promedio. Los investigadores también validaron sus hallazgos a través de estos diversos sistemas de escritorio. Después de deducir qué factores contribuían de forma clave a la velocidad de impresión, estudiaron la escala de los límites de velocidad.

La investigación aplicó una variedad de medidas directas y análisis numérico como medio de cálculo. Las medidas finales se realizaron utilizando una simulación del Método de Elementos Finitos. El equipo de investigación está dirigido por el profesor John Hart del Departamento de Ingeniería Mecánica y Laboratorio de Fabricación del MIT.

Un resumen del estudio está disponible aquí .