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Un acuerdo de desarrollo conjunto entre Terrafilum y XG Sciences busca producir filamentos y recubrimientos mejorados con grafeno. La fibra de carbono es un aditivo popular en los materiales para hacerlos más rígidos y ligeros, pero el grafeno, que está hecho de carbono, es 20 veces más fuerte que la fibra de carbono, por lo que no es de extrañar que se estén realizando esfuerzos para reforzar los materiales de impresión 3D.

El grafeno es el material más fuerte por descubrir. Lo que hace que el grafeno sea tan fuerte es su configuración: una red en forma de panal de moléculas de carbono en forma de una hoja de un átomo de espesor. Es más duro que el diamante y más conductor que el cobre. Dado que la impresión 3D representa una parte cada vez mayor de los procesos industriales y de fabricación, una franja de industrias aprovecharía la oportunidad de utilizar materiales reforzados con grafeno. Los componentes impresos en 3D para aplicaciones aeroespaciales que utilizan PEEK y Ultem se fabricarían para que fueran más ligeros y rígidos con grafeno. La fabricación de plantillas y accesorios sería más resistente al desgaste. Y los micro filtros tendrían una vida útil más larga.

Terrafilum se especializa en desarrollar y producir materiales de impresión 3D de ingeniería y ecológicos, mientras que XG Sciences es un fabricante de nanoplaquetas de grafeno y materiales avanzados, por lo que su acuerdo de desarrollo conjunto es una combinación perfecta.

Se está empezando a liberar todo el potencial de la impresión 3D. La adición de las formulaciones de grafeno de XG en nuestros filamentos ecológicos transformará los productos permitiendo crear una mayor variedad de piezas a tasas de producción más rápidas y con menos energía. Chris Jackson, presidente de Terrafilum

Mejora la resistencia Z de extrusión de filamentos

El grafeno podría ayudar a abordar la debilidad del eje Z que afecta también a las impresiones de extrusión de filamentos, y la alta conductividad podría permitir una gran cantidad de aplicaciones electrónicas. Además, las nanoplaquetas de grafeno imbuyen a las piezas de conductividad térmica y lubricidad, características útiles en la fábrica.

Sin embargo, lo que a la mayoría de los usuarios les interesará es la fuerza bruta, como explica el Dr. Leroy Magwood, tecnólogo jefe de XG Sciences, “La combinación de tecnologías de impresión 3D bien establecidas con nuestras formulaciones mejoradas con grafeno marca la diferencia material en la resolución de las dos más factores limitantes en las piezas impresas en 3D, la resistencia del producto y las velocidades de procesamiento «.

Uno de los mayores problemas que conlleva la instalación de centrales nucleares es averiguar qué hacer con los desechos nucleares. Si bien la ciencia detrás del almacenamiento de desechos radiactivos es sólida y segura, todavía existen riesgos y costos asociados con cada solución de almacenamiento. Y el sentimiento público en torno a los desechos nucleares ha frenado muchas plantas. Pero un grupo de científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) ha impreso en 3D un dispositivo llamado contactor centrífugo para reducir drásticamente la cantidad de desechos nucleares que deben almacenarse.

Actualmente, alrededor del 95% del combustible nuclear se puede reciclar, dejando un 5% para almacenar. Ese método de reciclaje se inventó en la década de 1970 e implica separar los isótopos de actínidos radiactivos de los lantánidos, o metales de tierras raras que no son radiactivos. El nuevo contactor impreso en 3D eliminará otro 2% de los desechos al mejorar la eficiencia de esa separación. Puede que no parezca mucho, pero cuando se tiene en cuenta cómo se descomponen los materiales radiactivos, ese 2% es significativo.

En lugar de almacenar el cinco por ciento durante cientos de miles de años, el tres por ciento restante debe almacenarse a un máximo de unos mil años. En otras palabras, este paso adicional puede reducir la duración del almacenamiento casi mil veces. Andrew Breshears, químico nuclear de Argonne.

Recicle más material nuclear

Además, el combustible recuperado se puede utilizar en otro ciclo de generación de energía para proporcionar más electricidad. Hace unos años, se desarrolló una técnica llamada Proceso de separación de actínidos lantánidos (ALSEP) para reciclar ese 2% adicional, pero solo se podía hacer en un laboratorio a pequeña escala. El equipo de Argonne amplió el proceso rediseñándolo en torno a los contactores centrífugos utilizados para separar los productos químicos. Al imprimir en 3D varios contactores y ensamblarlos, podrían separar muchos más actínidos de los lantánidos.

«Esto cierra la brecha entre la separación de los elementos a escala de laboratorio y a escala industrial», agregó Breshears. En su prueba de 36 pasos, los científicos eliminaron el 99,9% de los actínidos de los lantánidos. El uso de la impresión 3D también les permitió diseñar un proceso más seguro ya que la geometría de sus contactores dificulta que los materiales radiactivos salgan del sistema.

Si desea leer más, puede ver el estudio aquí .

Wanhua Chemical Group Co.Ltd. Y la firma china de calzado deportivo Peak Sports presentaron un nuevo tipo de zapatillas de deporte impresas en 3D en K 2020 . El prototipo que llaman ‘The Next’ es un adelanto de su concepto de zapatos de TPU reciclables y personalizables. El proceso de fabricación también combina impresiones de FDM y SLS utilizando materiales de poliuretano de Wanhua para calzado.

Wanhua mostró su calzado de aspecto futurista en su stand K 2020 en Düsseldorf. Una de las principales innovaciones del proyecto es que las zapatillas para correr están impresas íntegramente en TPU, por lo que también son totalmente reciclables. Los procesos de fabricación actuales a menudo dificultan la eliminación de artículos de calzado viejos. Esto se reduce a una variedad de materiales en los que a menudo se componen. Esto puede deberse a plásticos insostenibles o incluso cueros que liberan metano al descomponerse. Sin embargo, Wanhua y Peak han logrado solucionar este problema usando diferentes grados de TPU juntos.

Junto con Wanhua Chemical, superamos los cuellos de botella de las soluciones de materiales de impresión 3D existentes y brindaremos a los consumidores globales una zapatilla donde la mayor parte de los materiales se imprimen en 3D [y] que son elegantes, cómodos, personalizables y reciclables. Kui Cai, director de diseño de Peak Sports USA Design Center

Fabricación aditiva para calzado

Ambas empresas están profundamente involucradas con la impresión 3D y afirman que esta colaboración es solo el comienzo. Peak presentó la primera zapatilla de baloncesto impresa en 3D en 2020, por lo que claramente tienen un interés duradero en la tecnología. También ven la empresa conjunta como una forma de profundizar su comprensión de los materiales y la fabricación. Como afirma Cai, antes veían la fabricación aditiva como una herramienta de diseño, pero ahora la ven como un potencial más amplio.

Wanhua Chemical Group está probando de manera similar las aguas de la industria. Están participando en una estrategia para acercarse a los clientes finales y comprender mejor sus mercados mientras se acelera el desarrollo de nuevos materiales. » Estamos tratando de cultivar esta cooperación y comprensión para las industrias posteriores», dijo Weiqi Hua, vicepresidente ejecutivo y director de tecnología de Wanhua.

Es fácil ver por qué querrían mirar en el mercado del calzado impreso en 3D. Otras empresas como Ecco y Adidas también han estado experimentando con la forma, pero no en esta escala. El proyecto ‘The Next’, por otro lado, utiliza diferentes TPU en diferentes secciones, lo que potencialmente permite una mayor personalización en términos de forma y forma. Estos zapatos requieren FDM para fabricar la parte superior del calzado y la tecnología SLS para hacer las entresuelas, lo que permite modificar ambas secciones en un grado mucho mayor para adaptarse a las necesidades del cliente.

Más importante aún, las empresas creen que este proyecto se puede poner en producción en masa. Wanhua afirma que en China son posibles series de producción más grandes debido a los recientes desarrollos en la industria de fabricación aditiva.

Zapatillas deportivas sostenibles con impresión 3D

Wanhua ha declarado abiertamente que esta colaboración no es exclusiva. La compañía ofrecerá sus materiales y tecnologías de impresión 3D a otros fabricantes de calzado. Suministran tres grados de TPU imprimibles en 3D para el diseño de zapatos reciclables: filamentos de TPU, polvos de TPU y revestimientos y adhesivos de TPU. Juntos, cubren una gama más amplia de posibles tecnologías de fabricación aditiva y permiten formas más diversas.

El TPU puede ser un material bastante versátil y el diseño de Wanhua emplea varias formas, tanto versiones flexibles como menos flexibles. El zapato también muestra la gama de colores que puede lograr el proceso, con tonos brillantes y desvanecimientos de transición. También utiliza estructuras de celosía más fuertes en la suela, lo que permite menos material y una mejor distribución del peso (un concepto que Adidas empleó con Futurecraft 4D). Esto también le da un diseño de aspecto futurista con múltiples espacios y florituras de diseño. No solo plantea un modelo nuevo y sostenible, sino también posibilidades estéticas y de diseño que solo la impresión 3D puede ofrecer.

Imágenes destacadas cortesía de Wanhua y Peak Sports.

Las impresoras 3D son increíblemente productivas tal cual. Pero agregue un láser de diodo de Endurance Lasers a una impresora 3D y disfrutará de un gran aumento de productividad. Endurance Lasers permite a los propietarios de impresoras 3D de escritorio desbloquear otro tipo de fabricación: corte y grabado láser.

Hay algunas impresoras 3D que incluyen cabezales de herramientas láser que pueden cortar cartulina y grabar madera. Son ingeniosas, pero esas máquinas son juguetes en comparación con los productos de Endurance Lasers, que pueden cortar madera y grabar metales. ¡Algunos de ellos incluso pueden cortar metal! Una de las mejores cosas de la empresa es lo comprometido que está el propietario con la base de clientes; los usuarios informan que siempre que tienen preguntas o problemas, generalmente es George Fomitchev quien los ayuda. Así que contactamos a George y le hicimos algunas preguntas.

Compatibilidad con impresoras 3D Endurance Lasers

Obviamente, preguntamos sobre la compatibilidad de la impresora 3D y George nos dijo que sus láseres se ajustan a la mayoría de los modelos de impresoras 3D de escritorio, incluidas Lulzbot, Afinia, Makerbot, RepRap, Ultimaker y muchas más. La instalación consiste en conectar el cable láser a un pasador de ventilador y montar el láser cerca de la extrusora, y hay varios soportes diferentes disponibles para agilizar el proceso de montaje. La extracción de la extrusora generalmente no es necesaria, por lo que todo el proceso suele tardar menos de media hora. Además de las impresoras 3D, sus láseres se pueden conectar a la mayoría de las máquinas CNC y otros trazadores XY.

Láseres asequibles con capacidades industriales

Las cortadoras láser industriales que pueden producir miles de piezas al día funcionan con láseres de fibra y CO2 voluminosos, por lo que preguntamos qué tipos de clientes utilizan láseres Endurance. Los que más se beneficiarán de sus láseres de diodo son los aficionados y artistas, así como los pequeños talleres que producen decenas o cientos de piezas al día. Su relación tamaño-potencia es excelente, por lo que las tiendas con espacio limitado lo agradecerán. También son significativamente más asequibles, que es algo que todos pueden apreciar.

Sus láseres oscilan entre 2,1 vatios y 10 vatios , aunque ofrecen una configuración dual de 10 vatios que proporciona 20 vatios de potencia de corte. Además, algunos de sus láseres están disponibles en una versión mejorada, como el de 10 vatios + . George nos informó que ambos funcionan con el mismo diodo de alta potencia NICHIA, pero que el TEC (enfriamiento termoeléctrico) de 10 vatios + le permite operar por períodos mucho más largos. Los usuarios con máquinas CNC más grandes encontrarán el mayor valor de dicha actualización. Sin embargo, la boquilla de aire proporciona bordes más limpios, por lo que es una mejora para todos.

Láser de estado sólido bombeado por diodos

Uno de sus productos más geniales es un láser DPSS (estado sólido bombeado por diodos). Utiliza solo 10 vatios, pero debido a que funciona en modo de impulso, proporciona una asombrosa potencia de corte de 60 kilovatios. Eso es suficiente para cortar láminas de metal delgadas (de hasta 0,5 mm), una hazaña que solo era posible con los costosos cortadores de plasma hasta hace muy poco. Es bastante salvaje que se pueda hacer una impresora 3D para cortar y grabar metal con una actualización simple y asequible.

Comunidad de láseres de resistencia

La comunidad de usuarios de Endurance Lasers es activa y amigable. Participan regularmente en concursos de grabado y comparten sus experiencias y consejos en la página de Facebook . Una comunidad sólida puede hacer que un buen producto sea excelente, especialmente con actualizaciones de terceros, por lo que es bueno ver a los usuarios interactuando entre sí.

La comunidad de impresión 3D no es ajena a las actualizaciones. Imprimir su primera actualización para su impresora es un rito de iniciación. El equipo de Endurance Lasers parece muy consciente de esto y ha elaborado un producto de calidad para una base de usuarios que estará encantada de usarlo. Planean lanzar un láser DPSS mucho más potente en el futuro y George está trabajando en algunas mejoras ópticas muy interesantes.

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