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La calidad de la superficie de las impresiones 3D FDM (modelado de deposición fundida) ha mejorado drásticamente en los últimos años, principalmente gracias al software de corte mejorado que extruye / retrae de manera más consistente y al firmware de la máquina que maneja mejor la aceleración. También es más fácil que nunca encontrar un filamento asequible y de alta calidad que esté libre de impurezas y que solo tenga pequeñas desviaciones de diámetro . Todo eso conduce a paredes más suaves en las impresiones. Aún así, no hay forma de evitar esas molestas líneas de capa en cada parte. ¿O hay?

¿La impresión 3D es realmente una impresión 2.5D?

Michael Laws del canal de Youtube Teaching Tech lanzó recientemente un video que demuestra la impresión 3D no plana en una impresora 3D de escritorio , o lo que él llama «verdadera impresión 3D». Señala que, técnicamente, todas las impresoras de escritorio usan solo 2.5 dimensiones para hacer objetos, aunque pueden moverse en tres dimensiones. Eso es porque siempre que hay movimiento Z, no hay movimiento X o Y; si hay movimiento X e Y, no hay movimiento Z. Los objetos impresos en 3D son solo muchas capas planas apiladas una encima de la otra y el eje Z solo se usa para moverse hacia el siguiente plano. Esto conduce a las infames líneas de capas en las paredes de las partes, así como al efecto de escalón que se vuelve más notable en los objetos que tienen ángulos y contornos poco profundos en la parte superior.

Cómo lograr una impresión 3D no plana con su impresora 3D en casa

Si se le puede decir a la impresora que siga esos contornos con la extrusora, ambos problemas desaparecerán. Así que Michael se sumergió profundamente para que su impresora funcionara de esa manera, muy profundamente. Daniel Ahlers de la Universidad de Hamburgo hizo una tesis de maestría sobre impresión 3D no plana y proporcionó una versión personalizada de Slic3r en GitHub ; desafortunadamente, necesitaba ejecutarse en una máquina Linux, que Michael no tenía. Después de unas horas de instalar una máquina virtual Linux en su computadora con Windows y copiar / pegar cientos de líneas de código para construir el Slic3r, finalmente pudo iniciar una impresora 3D no plana. Bueno, no del todo. Todavía tenía que modificar el cabezal de la herramienta de su impresora 3D para asegurarse de que no hubiera cubiertas de enfriamiento o sondas cerca de la boquilla del hotend, de lo contrario, podrían colisionar con la parte impresa. Te cuento todo esto para que comprendas por qué esta función aún no está disponible como una opción en todos los software de corte y probablemente no lo estará pronto.

Fue un viaje largo, pero Michael finalmente logró la impresión 3D no plana y, ¡vaya, es genial! La calidad de la superficie se dispara por las nubes. Incluso se mejoró la geometría cuando imprimió un ala para mostrar cómo cambia la aerodinámica con la impresión no plana. Si bien no probó esto, las piezas impresas de esta manera también serían más fuertes porque tienen material que cruza el plano Z, la dimensión más débil de los objetos impresos con FDM debido al efecto de capas.

Sin embargo, existen varias limitaciones para la impresión 3D no plana. Por un lado, el objeto impreso en 3D no puede tener valles que sean más profundos que la longitud de la boquilla o ángulos que sean más pronunciados que el espacio libre de la boquilla o la boquilla chocará con el objeto. Este es el mayor problema porque significa que la impresión 3D comercial no plana probablemente solo se producirá en una impresora 3D que haya sido diseñada específicamente para la tarea. Los distribuidores de software de corte no pueden tener en cuenta todas las diferentes formas de hotends para incorporar esta función solo en el software. El enfriamiento de las piezas es otro problema, ya que las cubiertas de enfriamiento deben moverse para dejar espacio libre, aunque es un problema más fácil de resolver. Finalmente, como señala Kerry Stevenson en Fabbaloo , Autodesk puede haber patentado la impresión 3D no plana en 2020, lo que significa que estos esfuerzos individuales para aprovechar la tecnología pronto pueden ser aplastados.

La empresa de fabricación avanzada Fast Radius acaba de revelar que ha estado trabajando con Curtiss Motorcycles en el modelo eléctrico Zeus 8 . La empresa producirá piezas para el vehículo mediante fabricación híbrida, empleando una combinación de métodos CNC y aditivos. Según se informa, Fast Radius está trabajando en más de 60 componentes diferentes de la bicicleta.

“ La misión de Curtiss es ‘crear motocicletas hot rod sostenibles, deseables, intergeneracionales, limpias y ecológicas a prueba de futuro ‘”, dijo H. Matthew Chambers, director ejecutivo y presidente de la junta de Curtiss Motorcycles. “ El mejor enfoque de fabricación híbrida de su clase y la eficiencia operativa de Fast Radius nos permitirán entregar Zeus 9 a tiempo, satisfaciendo la fuerte demanda de nuestra audiencia global ”.

La producción de la bicicleta fue mucho más rápida con los nuevos métodos. Desde el intrincado marco de aluminio y fibra de carbono hasta los cilindros de batería estilo V8, hay más de 60 piezas producidas con una combinación de fabricación aditiva (AM) y métodos sustractivos, todo en solo 12 días.

Actualmente, las empresas están trabajando en la producción de las primeras 100 bicicletas de la línea Zeus 8. Presentaron el nuevo modelo en California la semana pasada y están buscando una fecha de lanzamiento el próximo año. Parece que también tienen planes extensos más allá de eso. El Zeus 8 es un complemento de las futuras motos Hades y Eros, ambos también lucen prominentes homónimos mitológicos griegos.

Componentes de bicicletas y fabricación híbrida

Como afirma Curtiss Motorcycles, cambiar los modos de fabricación se trataba de mejorar e innovar en su diseño. “ Dar vida al diseño avanzado de Zeus no fue fácil ”, continuó Chambers. » Sabíamos que necesitaríamos un socio como Fast Radius, que pudiera innovar con nosotros, no solo fabricar las piezas «.

El uso de la fabricación híbrida fue crucial en este caso, ya que los componentes variaban enormemente en tamaño y complejidad. Para piezas más grandes, las empresas emplearon métodos sustractivos, sobre todo la máquina CNC de 5 ejes. Piezas complejas como la horquilla de paralelogramo de doble horquilla del Zeus 8 requirieron mecanizado de aluminio 6061 para construir las vigas, por ejemplo. Las piezas más pequeñas eran mucho más fáciles de hacer con la fabricación aditiva.

“ Nuestra asociación con Curtiss es ideal porque les permite hacer lo que mejor saben hacer, diseñar motocicletas impresionantes, mientras nosotros hacemos lo que mejor sabemos hacer: combinar el proyecto con la tecnología adecuada y obtener piezas de calidad rápidamente ”, dijo Brian Simms, vicepresidente. de ventas en Fast Radius. “ Estamos ansiosos por innovar con Curtiss a medida que hacen crecer su marca. »

Las empresas están discutiendo la continuación de esta asociación para componentes futuros como manijas y asientos. Curtiss Motorcycles tiene planes importantes para otros modelos en el futuro, y por lo que parece, la fabricación híbrida está funcionando bien para ellos. Es posible que veamos combinaciones más interesantes de fabricación aditiva y sustractiva en su futuro.

Imagen destacada cortesía de Curtiss Motorcycles.

Gantri , una startup de San Francisco , está utilizando la impresión 3D para fabricar lámparas de mesa de lujo. Su CTO, Christianna Taylor, diseñó satélites antes de unirse a la compañía, después de haber obtenido un doctorado del Instituto de Tecnología de Georgia .

“Puede llevar años y cientos de miles de euroes producir un producto, y luego no tienes idea si la gente tiene algún interés en ese producto. Ese costo de desarrollo es tan elevado que la mayoría de los diseñadores no verán sus diseños en el mercado ”, dijo Taylor.

Los fundadores de Gantri sintieron que la brecha de costos entre la decoración del hogar normal y la decoración de diseñadores de lujo podría salvarse con la impresión 3D y un poco de creatividad. Sin embargo, según ellos, hay un problema: solo hay un tipo de impresión 3D que es lo suficientemente asequible para producir objetos a un precio que el consumidor promedio podría pagar, que es FFF / FDM y su nivel de calidad no es de ninguna manera lujoso como el las líneas de capa visibles generalmente se consideran poco atractivas.

Pero Gantri resuelve el problema con una solución simple: un poco de lijado suave y una capa de pintura a base de agua. los resultados hablan por si mismos. Sus lámparas de mesa son fuentes de luz modernas y elegantes que podrían confundirse fácilmente con exhibiciones en una galería de arte. Eso es porque Gantri está eliminando las barreras entre diseñadores y consumidores. Los diseñadores pueden postularse directamente a través del sitio web para vender su decoración de iluminación, y el backend Create Hub proporciona a los diseñadores todas las dimensiones de ajuste necesarias de sus enchufes, bombillas y otro hardware no imprimible disponibles. Los ingenieros de Gantri se comunican directamente con los diseñadores para ayudarlos a optimizar sus modelos para la impresión y el acabado. Una vez que se finaliza un diseño, Gantri se encarga de toda la impresión, el montaje y el envío, y los diseñadores reciben una regalía por cada venta.

Actualmente, Gantri solo vende lámparas de mesa, que están hechas de PLA a base de maíz e incluyen bombillas LED totalmente regulables. Eventualmente, producirán otras piezas de diseño de interiores. Para ayudar a promover ese objetivo, están desarrollando Gantri Dancer, una impresora 3D de cuatro pórticos con una cama giratoria. El diseño permite que la impresora deposite material de forma independiente en cuatro puntos diferentes, lo que significa que puede imprimir con eficacia cuatro veces más rápido. Incluso sin la nueva impresora, la flota de Ultimakers de Gantri sigue funcionando como una planta de fabricación ajustada.

“En Gantri, creemos que el futuro de la fabricación es digital. Esto se debe a que la fabricación industrial genera un exceso de oferta y desperdicio, mientras que la artesanía tradicional hace que el diseño de alta calidad sea demasiado costoso. En cambio, construimos una fábrica de próxima generación que utiliza tecnología de impresión 3D de vanguardia para producir productos de calidad de lujo sin ineficiencias industriales «.

Imágenes cortesía de Gantri.

Los cirujanos ortopédicos y de columna en Newcastle Hospitals NHS Foundation Trust están estableciendo una nueva instalación de impresión 3D interna para la creación de modelos anatómicos. La instalación atenderá a varios hospitales de la región y proporcionará modelos específicos para el paciente para una mejor atención al paciente y planificación quirúrgica. El uso de la impresión 3D está configurado para reducir drásticamente la carga de trabajo y los costos para los proveedores de atención médica.

Los hospitales de Newcastle, con la ayuda de axial3D, están buscando iniciar el programa instalando una impresora 3D en Royal Victoria Infirmary . Esta instalación imprimirá y enviará productos médicos a cualquier proveedor de atención médica en función de la demanda. Si la demanda de modelos anatómicos impresos en 3D supera la carga de trabajo factible de la impresora, las empresas ya tienen un plan de respaldo. Los trabajos en exceso se trasladarán a la oficina central de axial3D en Belfast y se enviarán a la clínica, médico u hospital que realizó el pedido.

La impresión 3D se ha vuelto crucial para diversas áreas de la atención médica. Con él, los cirujanos de columna pueden reducir un procedimiento quirúrgico complejo en 2 horas, especialmente para pacientes que padecen espina bífida y una deformidad cifótica. Además, los tiempos de operación más cortos reducen el riesgo para el paciente y también ahorran hasta £ 8,000 por operación. Además de eso, el proceso reduce las cargas de trabajo y libera al personal del hospital para otras tareas.

Impresión 3D de modelos anatómicos

» La impresión 3D se ha convertido en una parte esencial de la planificación preoperatoria en casos complejos de columna «, dijo el Dr. Andrew Bowey, cirujano de columna. “ En Newcastle, estamos entusiasmados de implementar la impresión 3D en la confianza. Los beneficios en otras áreas, como el trauma, son evidentes «.

Aparte de las piezas preoperatorias, la fabricación aditiva médica es un tour de force en la investigación anatómica , réplicas, modelos de referencia y mucho más. Varias otras empresas, como 3D Systems, también han lanzado un servicio bajo demanda para modelos anatómicos en el pasado. La principal diferencia aquí es el nivel de apoyo proporcionado por una organización médica oficial como Newcastle Hospitals NHS Foundation Trust. Después de todo, The Newcastle Hospitals NHS Foundation se encuentra entre el 10% de los fideicomisos con mejor desempeño en el Reino Unido.

Imagen destacada cortesía de Newcastle Hospitals y axial3D.