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La impresión 3D y la automatización son dos guisantes en una vaina. Después de todo, la impresión 3D es un tipo de fabricación automatizada. A medida que AM continúa asumiendo el control de las aplicaciones de producción, los gerentes de fábrica están incorporando cada vez más automatización en sus líneas de producción de AM. Gran parte de la automatización se centra en el posprocesamiento, ya que hasta dos tercios del costo de las piezas impresas en 3D se pueden asociar con la eliminación de materiales de soporte y la mejora de los acabados superficiales; esto es especialmente cierto en la impresión 3D de metales .

Entonces, cuando pensamos en la automatización en la impresión 3D , generalmente es algo como el proyecto IDAM, donde los robots se utilizan para hacer de todo, desde cortar piezas metálicas impresas desde plataformas de construcción hasta piezas móviles a través de estaciones de pulido y tratamientos térmicos. Estos sistemas automatizados para impresoras 3D de metal de alta gama son increíbles, pero también son accesibles solo para grandes empresas. Afortunadamente para el resto de nosotros, las funciones automatizadas se están abriendo camino en impresoras 3D más asequibles .

Automatización de la impresión 3D de escritorio

Casi todas las impresoras 3D de escritorio ahora tienen algún tipo de nivelación automática de la cama. Hace solo un par de años, la nivelación automática de la cama se consideraba un truco problemático y ahora es una característica estándar en la que los usuarios confían. Lo mismo ocurre con la detección de agotamiento del filamento, una función que evita la pérdida de tiempo y material de impresión al pausar las impresiones cuando se agota el filamento, que ahora está disponible en impresoras de menos de € 500.

Paquete Ultimaker S5 Pro

Ultimaker ha llevado esta función a otro nivel con el lanzamiento de su S5 Pro Bundle que incluye una Material Station . La Material Station no solo almacena seis carretes de filamento, sino que también carga automáticamente el siguiente carrete de filamento cuando se acaba uno, y puede elegir el filamento adecuado para cada uno de sus dos cabezales de impresión. La carga automatizada de filamentos permite la impresión 3D continua las 24 horas del día, los 7 días de la semana , y los operadores solo deben estar presentes para agregar ocasionalmente bobinas de filamento o eliminar impresiones completas de la cámara de construcción.

Hablando de eliminar impresiones completadas de la cámara de construcción, esa es otra acción que se está automatizando y no me refiero a las cintas transportadoras de bricolaje que funcionan solo para objetos pequeños como este:

Los brazos robóticos más asequibles también están permitiendo que las granjas de impresión 3D incorporen más automatización en sus operaciones. Voodoo Manufacturing utiliza un brazo robótico UR10 de Universal Robots para atender a docenas de impresoras 3D al intercambiar las placas de construcción cuando se completan las impresiones. Si el brazo estuviera montado sobre una base móvil, podría atender a cientos de impresores.

Un impulsor común de la integración de la automatización en las líneas de producción es reducir los costos laborales, pero no es la única razón. El trabajo humano conlleva inconsistencias y errores, por lo que la automatización también se utiliza para aumentar el control de calidad, lo cual es especialmente importante para las líneas de producción de gran volumen. Con el tiempo, las impresoras 3D asequibles cargarán automáticamente el filamento y expulsarán las impresiones, lo que significa que podrán funcionar durante varios días a la vez sin que una persona las toque. La democratización de la fabricación continúa sin cesar gracias a la impresión 3D.

Investigadores de la Universidad Estatal de Washington han desarrollado una mezcla compuesta de PLA y residuos de café molido que es resistente y respetuosa con el medio ambiente. El proyecto tiene como objetivo iluminar nuevas aplicaciones para la impresión 3D, así como mostrar mejores usos de los materiales de desecho. La adición de aditivos de bajo costo también disminuye los costos de fabricación al tiempo que permite un mejor reciclaje.

Dado que el PLA estándar puede ser un material bastante frágil, la inserción de aditivos a menudo ha producido compuestos interesantes y más útiles. Los investigadores lo han mezclado con todo tipo de materiales, incluidos fósforo, fibras naturales y ahora residuos de café molido. Esta mezcla en particular no es tan poco ortodoxa, considerando que las personas en todo el mundo beben más de dos mil millones de tazas de café todos los días. Debido a esto, los desechos y residuos de los posos de café están disponibles en abundancia.

“Los posos de café usados proporcionan una excelente adición al campo de las aplicaciones de recursos renovables y energía ”, dijo Yu-Chung Chang, un estudiante graduado que dirigió el trabajo. “ Tenemos un suministro prácticamente ilimitado de posos de café. Nuestro objetivo es extender el ciclo de vida de estos productos de desecho. Observamos lo que se produce en exceso y tratamos de hacer algo útil «.

Mezcla de residuos de PLA y café molido

El compuesto PLA no se deriva de los propios posos de café. Los investigadores utilizaron un material seco e inodoro que queda después de eliminar el aceite de café y el biodiesel. Después de mezclar el 20% de estas sobras en PLA estándar, encontraron que este material exhibía un aumento de más del 400% en dureza sobre el PLA estándar.

El material en sí tiene un color muy terroso debido a los aditivos y se puede imprimir con una impresora 3D de escritorio de filamento normal. Otra ventaja de este nuevo compuesto es que potencialmente puede ser más económico que el PLA puro. La inserción de los desechos reduce el costo total del material y expande el volumen del material total.

Actualmente, los investigadores continúan en esta línea de investigación y pruebas de sostenibilidad. La investigación adicional tendrá como objetivo estudiar cómo se degrada el material en el medio ambiente. Es de esperar que esto refine aún más el proceso y cree nuevas mezclas de materiales con características aún mejores.

Imagen destacada cortesía de la Universidad Estatal de Washington. El estudio completo está disponible aquí .

El especialista en posprocesamiento Additive Manufacturing Technologies ( AMT ) ha desarrollado un stand reutilizable de 84 metros cuadrados que contiene más de 6.000 piezas impresas en 3D. AMT debutará el diseño en Formnext de este año como su propia instalación de exhibición.

Los conectores sinterizados por láser ( PA 2200 ) unen la friolera de 1.100 metros de tubería de aluminio ligero. A pesar del uso de todos estos componentes y más de un kilómetro de tubería en total, logra pesar solo 120 kg. Además, el diseño sostenible se puede desmontar y reutilizar fácilmente para otros eventos y exposiciones.

Diseño impreso en 3D sostenible

Tom Warren, director de Steel Roots Design , responsable de la tubería de aluminio, comentó sobre este proyecto.

“Con alrededor de 6.000 componentes impresos en 3D y más de 1 km de material de poste, la estructura es una hazaña de ingeniería única y un gran desafío para el equipo de Steel Roots Design. Estamos encantados con los resultados y orgullosos de que el material del marco modular y completamente reutilizable significará algo versátil, duradero y reutilizable, que se aleja de la tradición derrochadora de la construcción de stands para exposiciones ”.

Una gran parte del diseño reutilizable se reduce a los conectores impresos en 3D . La impresión 3D permite la producción de conectores complejos de una sola vez. Algunos conectores de fabricación tradicional pueden tener plazos de entrega de varias semanas o más, lo que requiere una variedad de procesos diferentes. Sin embargo, con la impresión 3D, la fabricación general de nuevos lotes de dichos componentes puede reducirse a unas pocas horas.

El stand no solo albergará las tecnologías de AMT, sino que el stand en sí será un ejemplo de ello. » El objetivo de exponer en una feria como Formnext es demostrar sus tecnologías y capacidades » , dijo Joseph Crabtree, director ejecutivo de AMT.

Anteriormente, empresas como Trindo también habían experimentado con cabinas de exhibición desmontables y reconectables . Su versión utilizaba una impresión en arena similar a la del chorro de tinta, también con conectores que les permitían colocar fácilmente una pantalla y una pared detrás de ellos. La diferencia aquí es la gran escala y el tamaño con el que AMT ha construido la instalación. Ambos casos también mostraron los diseños únicos que solo la impresión 3D puede administrar.

Una startup de Syracuse, Nueva York llamada Powerbelt3D está tomando pedidos anticipados para su primer producto, Zero, que ofrece impresión 3D continua e infinita. Zero es una impresora 3D de cinta transportadora destinada a aumentar el acceso a la fabricación a nivel de producción; su arquitectura abierta permitirá a los usuarios y desarrolladores experimentar y compartir sus experiencias con los creadores para mejorar la funcionalidad.

Queremos hacer que la impresión 3D infinita sea más accesible. Este estilo de impresora 3D ha estado disponible durante algunos años, pero puede costar más de € 10,000. Este precio está bien para las grandes empresas, pero fuera del alcance de los aficionados y las empresas más pequeñas que podrían beneficiarse de él «. Adam Fasnacht, presidente de Powerbelt3D

Hacer que la impresión 3D con cintas transportadoras sea más accesible

Hablamos brevemente sobre las impresoras 3D basadas en transportadores cuando cubrimos la creciente accesibilidad de la automatización en la impresión 3D, pero fue en referencia a las modificaciones de bricolaje para las impresoras 3D de escritorio tradicionales. La Zero está diseñada específicamente para la tarea de impresión ininterrumpida, y su plano XY en ángulo combinado con una cama de cinta transportadora le permite imprimir objetos que son infinitamente largos. Al imprimir cada objeto a 35-40 °, se necesitan menos estructuras de soporte para ciertas geometrías con voladizos. Por supuesto, poder imprimir varios objetos sin tener que eliminar manualmente las impresiones y comenzar la siguiente es el mayor punto de venta.

El precio de preorden de € 399 también es atractivo. Las granjas de impresión pequeñas y medianas podrán utilizar Powerbelt3D Zero para aumentar significativamente la tasa de producción de objetos pequeños. En una impresora 3D de escritorio tradicional, una de las mayores fuentes de tiempo de inactividad de la impresora es el tiempo entre impresiones, ya que la impresora tiene que enfriarse por completo y luego volver a calentarse. Además, una persona debe estar lista para retirar el objeto de la placa de construcción e iniciar la siguiente impresión. Todo ese tiempo de inactividad se pasa por alto en el Zero. Puede producir decenas de piezas sin intervención humana.

Hay algunos obstáculos que superar en relación con la adhesión al lecho y la dinámica de flujo de plástico de la impresión en ángulo. Lanzar Zero a la comunidad de código abierto como un kit es una forma fantástica de encontrar soluciones a esos problemas. Después de todo, los usuarios de impresoras 3D pueden ser especialmente creativos.