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La NASA tiene una larga historia de aprovechar las ventajas de la impresión 3D para sus operaciones. Ya han hecho uso de EBAM y SLA. Esta vez, han desarrollado un nuevo tejido 4D que ayuda a proteger los transbordadores espaciales de los meteoritos. Esta nueva tela también ayuda a aislar las naves espaciales del calor extremo.

El material fue realizado por el ingeniero de sistemas Raúl Polit Casillas. La tela es una combinación de sustancias metálicas no reveladas. Una de las formas en que disuade el exceso de calor es que tiene 2 lados: uno que refleja el calor y otro que lo absorbe. Ambos lados trabajan en conjunto para producir un control térmico para la gestión pasiva del calor.

Otra cualidad muy prometedora del tejido es que, como han señalado los científicos principales, es programable. Los materiales programables son un producto de la impresión 4D. Esto permite a los investigadores instalar varias funciones en el tejido en respuesta a factores como, por ejemplo, el calor o el sonido. En reacción a estos estímulos, puede reaccionar de la misma forma. Esto es particularmente útil en vuelos espaciales donde el entorno es tan extremo y se necesitan maquinarias y materiales versátiles.

El material de tela 4D es ideal para vuelos espaciales debido a otras propiedades también. También es flexible y plegable, lo que lo hace ideal para usar dentro de la funda de naves espaciales. De hecho, su estructura delgada y flexible también se presta a un posible uso en trajes espaciales. La NASA también planea programarlo para aplicaciones futuras. Hasta el momento, no han revelado de qué está compuesta la tela.

NASA e impresión 3D

Los proyectos de viajes espaciales, y en particular la NASA, tienen juntos una historia histórica. Muchos programas de exploración espacial han hecho un gran uso de la impresión 3D. Como se mencionó anteriormente, la NASA utiliza con frecuencia EBAM (fabricación aditiva por haz de electrones) para desarrollar tecnología espacial.

La NASA (e incluso las compañías de viajes aéreos) encuentran muy útil la facilidad de uso que permite la impresión 3D. También les ha permitido experimentar con muchos materiales diferentes. La NASA también ha apoyado la impresión 3D de otras formas. Uno de ellos es fomentar la creación de productos en el espacio a través de concursos como el desafío del hábitat impreso en 3D.

El laboratorio de autoensamblaje del MIT, dirigido por Skylar Tibbits y Jared Laucks, no es ajeno a las innovaciones de impresión 3D. Este grupo de investigadores ha estado al tanto de la tecnología de fabricación aditiva desde hace mucho tiempo. Esta vez están colaborando con Steelcase en un nuevo método de fabricación aditiva. Apodada, Rapid Liquid Printing, esta técnica muy prometedora aún está en desarrollo. La investigación podría dar a los impresores la capacidad de crear objetos complejos en cuestión de minutos.

Rapid Liquid Printing extruye poliuretano en un tanque lleno de gel, creando objetos al solidificar ambos líquidos en el proceso. El método no requiere ningún curado UV. “ Nuestro proceso no imprime con capas, no necesita materiales de soporte, se puede imprimir en segundos o minutos y utiliza materiales líquidos industriales cotidianos ”.
dijo Skylar Tibbits .

Su socio, Steelcase, está configurado para hacer uso de este método en sus propias operaciones. La empresa con sede en Michigan es una empresa de muebles de oficina. El CEO de la compañía ha dicho que su objetivo es dirigirse hacia productos más personalizables mediante la creación rápida de prototipos. Él cree que la creación rápida de prototipos de líquidos puede superar las desventajas habituales de la impresión 3D. Es más rápido, los tamaños de impresión son más grandes y también puede utilizar una mayor cantidad de materiales.

El siguiente video muestra el proceso en acción:

Los investigadores han descrito las impresiones como muy suaves y casi orgánicas. Dado que las impresiones se realizan en líquidos, el proceso requiere un poco de lavado. Aparte de eso, no requiere ningún otro procesamiento posterior. El proceso tampoco requiere materiales de soporte, lo que lo hace más barato y rápido.

Steelcase parece estar muy ansioso por implementar la tecnología en sus procesos. Sin embargo, es posible que tengan que esperar ya que esta tecnología en particular aún se encuentra en la fase de desarrollo. Pueden pasar años antes de que llegue a una etapa comercial.

Laboratorio de autoensamblaje del MIT

Los investigadores se describen a sí mismos como «un laboratorio de investigación interdisciplinario en el MIT que inventa tecnologías de materiales programables y de autoensamblaje destinadas a reinventar la construcción, la fabricación, el ensamblaje de productos y el rendimiento».

El laboratorio de autoensamblaje del MIT es una rama de la universidad que se ocupa de nuevos tipos de ingeniería como la impresión 4D . El laboratorio se dedica a abrir nuevos caminos en el funcionamiento de las máquinas y los objetos. Es más famoso por su trabajo en objetos autoensamblados y bloques de construcción receptivos. También han logrado grandes avances en el campo de los materiales programables.

A medida que los institutos de investigación, las universidades y otros lugares de educación superior continúan invirtiendo en nuevas tecnologías, los estudiantes y el personal investigador están profundizando en la fabricación aditiva y son pioneros en nuevas formas de aplicarla. Esto tiene enormes implicaciones para el sector industrial / manufacturero, ya que la investigación revela continuamente nuevas formas de implementar y utilizar esta tecnología (incluido el uso de nuevos materiales imprimibles), brindando resultados excepcionales que bien pueden haber sido impensables hace solo unos años. Estos van desde prototipos funcionales hasta modelos arquitectónicos sofisticados y esculturas elegantes, todo lo cual ofrece una visión tentadora de lo que debemos esperar de las próximas etapas del desarrollo continuo de AM.

En muchos sentidos, este período de rápida evolución es un proceso bidireccional, ya que los sectores industrial y académico desarrollan y comparten las mejores prácticas, para su beneficio mutuo a largo plazo. Sin embargo, al igual que con el sector industrial, la academia ha sido relativamente lenta en desarrollar procesos y flujos de trabajo para utilizar mejor sus instalaciones de impresión 3D, lo que puede haber desanimado a algunos de sumergirse por completo en la tecnología. Sin embargo, es alentador que esto esté cambiando, ya que las instituciones académicas más progresistas buscan activamente respuestas a estos problemas, creando soluciones y herramientas innovadoras en el proceso.

Liberar todo el potencial de la fabricación aditiva en el mundo académico

La Escuela de Arquitectura y Diseño de Oslo (AHO) lleva mucho tiempo liderando el camino en aplicaciones creativas de tecnología de fabricación aditiva . Con instalaciones de impresión 3D profesionales ubicadas en la empresa, la AHO ofrece a los estudiantes, el personal y los investigadores la oportunidad de superar los límites de la impresión 3D en términos de sus aplicaciones y la gama de diseños que se pueden producir. En particular, la universidad está llevando a cabo una investigación continua sobre posibles aplicaciones para el diseño de productos en una amplia gama de industrias y también ofrece a los estudiantes un curso electivo titulado Toma de decisiones informada para la impresión 3D. El trabajo producido por los estudiantes y el personal se exhibe regularmente durante todo el año, destacando la investigación más vanguardista que se lleva a cabo en el campo y permitiendo que los jóvenes diseñadores prometedores muestren sus habilidades.

Las impresoras 3D utilizan láseres de diversas formas, los usos más comunes han sido en la sinterización o fusión. Esto se ha prestado naturalmente a la impresión en metal debido a las altas temperaturas que puede producir. Además de la cartera de tecnologías láser, ahora tenemos la deposición láser de metal como se usa en la impresora LMD 3D de ITRI.

LMD por ITRI

Desarrollado por el Instituto de Investigación de Tecnología Industrial , LMD es en muchos aspectos similar a la tecnología de fusión o sinterización. La tecnología deposita polvos y usa láseres para calentarlos en una plataforma. La diferencia fundamental aparece tras una inspección más cercana. Por ejemplo, este método utiliza una corriente de polvo constante que se funde. Utiliza dos corrientes de polvos y otro par de corrientes de gas de modelado en el procedimiento.

Hasta ahora, la tecnología funciona con hierro, cobalto, aleaciones a base de níquel, carburo de tungsteno y otros metales con recubrimiento de polvo metálico. Es útil para fortalecer, reparar, regenerar o fabricar directamente. El LMD 3D también utiliza varias intensidades y tipos de láser dependiendo de lo que se adapte mejor a los materiales. Como resultado, puede trabajar con una gama tan diversa de metales.

LMD 3D

El LMD 3D tiene un tamaño de construcción de 9,8 x 9,8 x 11,8 pulgadas. Su consumo de energía es de 6000 Watts. El hardware y las piezas fueron desarrollados por la propia empresa. El software de la máquina se creó en colaboración con Materialise, con sede en Bélgica . Otro dato interesante sobre el dispositivo es que es una impresora 3D de 5 ejes , lo que permite un rango más amplio de movimiento posible durante las impresiones. Utiliza máquinas CNC de eje de robot doméstico.

El siguiente video transmite los principales atributos de la técnica.

Sobre ITRI

Según su sitio web:

“ El Instituto de Investigación de Tecnología Industrial (ITRI) es una organización de I + D sin fines de lucro que se dedica a la investigación aplicada y los servicios técnicos, con el objetivo de innovar para un futuro mejor. Fundada en 1973, ITRI se ha dedicado a ayudar a las industrias a mantenerse competitivas y sostenibles «.

La empresa tiene su sede en Taiwán . El gobierno taiwanés ha ayudado a financiarlos. Taiwán ha experimentado un gran aumento en los desarrollos tecnológicos de impresión 3D. Se encuentra entre los mayores inversores de la región asiática junto con China .

En un experimento histórico, investigadores suecos de la Universidad Tecnológica de Chalmers tienen células madre bioimpresas que pueden crecer biológicamente. El advenimiento de este tipo de estructura celular que puede crecer después de la impresión tiene implicaciones en el mundo más amplio del tratamiento médico. Los investigadores también han demostrado que las células son capaces de crecer de la misma manera que lo haría el tejido normal. Esto significa que el proceso engaña efectivamente a las estructuras biológicas para que incorporen materiales impresos.

Los investigadores recolectaron las células originales de pacientes que se sometieron a una cirugía de rodilla. Luego, los investigadores procesaron estas células para revertirlas a un estado pluripotente. Como resultado, las células podrían convertirse en muchos otros tipos de formas celulares. Esto, a su vez, permitió a los investigadores imprimirlos en una estructura utilizando un compuesto de nanocelulosa / capa de bioenlace de alginato.

Además de esto, el experimento también utilizó un método para recolectar medios de otras células. Esto fue importante para el experimento porque sirvió como un medio para enviar señales que las células madre usan para comunicarse con otros medios. Al hacerlo, los investigadores «engañaron» a las células reales para que se adaptaran con las células madre.

Aplicaciones futuras

La investigación es una confirmación de que las células madre se pueden imprimir en tejido vivo. Es un paso adelante en este campo de investigación y acerca a los científicos a pruebas significativas en sujetos reales. Este tipo de investigación podría abrir puertas en la reparación del cartílago y eventualmente de los órganos. Actualmente, la estructura del compuesto de celulosa no es del todo adecuada para el cuerpo y por esta razón se limitan a pruebas de laboratorio y no a ensayos reales de la tecnología.

Una de las investigadoras, Stina Simonsson, comentó: “antes de comenzar a explorar la posibilidad de incorporar el uso de cartílago bioimpreso en 3D en el tratamiento quirúrgico de los pacientes, necesitamos encontrar otro material que pueda ser degradado y absorbido por el cuerpo que solo queda el cartílago endógeno «.

Anteriormente hemos cubierto geles de alginato y bioenlaces en otros artículos . El estudio completo está disponible aquí, en caso de que desee leer más.