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Stratasys es una gran fuerza en el juego de la impresión dental 3D. Ahora, la compañía ha traído el Stratasys J720 Dental con algunos trucos nuevos bajo la manga. La impresora proporciona a los laboratorios dentales la capacidad de imprimir modelos a todo color y de varios materiales más rápido y sin gastos adicionales. La tecnología de alta resolución puede ayudar a optimizar la producción de todo tipo de impresiones médicas necesarias.

Según Stratasys, el J720 puede gestionar 1,75 veces el rendimiento de soluciones competitivas similares. Lo gestiona con la bandeja de construcción grande, que puede imprimir seis materiales simultáneamente. Barry Diener, líder de ventas del segmento dental en Stratasys declaró:

Hoy en día, los laboratorios operan en un espacio muy competitivo donde la diferenciación cuenta con dominar el flujo de trabajo digital y expandirse a nuevos productos y servicios.La impresora dental 3D J720 está diseñada para cambiar el juego, permitiendo niveles de velocidad, productividad y realismo que el mercado nunca ha visto. Esto impulsa a los laboratorios a satisfacer las demandas de un mercado competitivo y ampliar los límites de la odontología digital.

Productos dentales a todo color

El J720 también lleva un impresionante arsenal de colores, que alberga 500.000 combinaciones masivas. Tiene una relación tiempo-pieza más rápida y una resolución más alta, lo que lo hace ideal para los modelos de tratamiento debutantes. La Stratasys J720 cuenta con un mayor volumen de cajas con la capacidad de administrar una amplia gama de aplicaciones en un solo trabajo de impresión.

Además, el flujo de trabajo totalmente digital también ofrece a los usuarios bastantes ventajas. El software incorporado agiliza la gestión de trabajos, especialmente para laboratorios más grandes que utilizan varios sistemas. De manera similar, la conectividad en la nube mejora el monitoreo remoto. También une varias impresoras de una sola fuente y realiza un seguimiento de la utilización de la máquina y el material. Automatiza completamente el sistema y reduce la necesidad de intervención manual.

La empresa presentará la impresora en el stand 9 LMT Lab Day Chicago del 22 al 23 de febrero. La J720 marca a la empresa sumergiéndose más en el mundo de la fabricación aditiva dental. Stratasys ahora admite múltiples sistemas y materiales para el campo, lo que realmente establece una posición firme en la subindustria.

Imagen destacada cortesía de Stratasys.

Los investigadores de la Universidad de Sheffield y el Imperial College están estudiando actualmente el uso de nuevas microestructuras en las impresiones para mejorar la durabilidad. Han descubierto posibilidades en el uso de metamateriales cristalográficos para aleaciones de impresión de metales con el uso de modelado atómico por computadora. Como resultado de estas estructuras cristalinas, el material en sí sale sin límites de grano, continuo e ininterrumpido. Esto le da a la impresión final una mejor tolerancia al daño, resistencia y tenacidad.

Microestructuras y celosías especialmente diseñadas que permiten características novedosas como niveles de rigidez nunca antes vistos . En este caso, los investigadores crearon materiales ‘arquitectónicos’ construidos a partir de ‘celdas unitarias’ idénticas dispuestas de modo que todas tengan la misma orientación. Los metamateriales cristalográficos y las estructuras de mesoescala inspiradas en el cristal incorporan estas celosías dispuestas de forma única.

Según el periódico:

Los materiales arquitectónicos que consisten en arreglos periódicos de nodos y puntales son livianos y pueden exhibir combinaciones de propiedades (como relaciones de Poisson negativas) que no ocurren en sólidos convencionales. Aquí utilizamos los mecanismos de endurecimiento que se encuentran en los materiales cristalinos para desarrollar materiales arquitectónicos que sean robustos y tolerantes al daño, imitando la estructura a microescala de los materiales cristalinos.

Aleaciones arquitectónicas para impresión en metal

Los materiales policristalinos tienen una estructura muy peculiar. Dado que tienen muchos cristales, la alineación de los planos atómicos es aleatoria. Como resultado, las grietas causadas por fuerzas que emergen en una dirección particular se desacelerarán o se detendrán cuando se enfrenten a un cristal. Por lo tanto, la estructura tiene un nivel de durabilidad que las estructuras monocristalinas no pueden lograr. Este fue el principal fundamento de la investigación y el desarrollo de ‘metacristales’, como los llaman los investigadores.

“ Este enfoque de metacristales podría combinarse con los avances recientes en la impresión 3D de múltiples metamateriales para abrir una nueva frontera de investigación en el desarrollo de nuevos materiales avanzados que sean livianos y mecánicamente robustos, con el potencial de promover futuras tecnologías bajas en carbono, ”Dijo el Dr. Minh-Son Pham, profesor asistente en el Departamento de Materiales de ICL.

Si bien la investigación es aún joven, las primeras pruebas son muy prometedoras. Sus modelos informáticos tienen el potencial de alterar la forma en que diseñamos compuestos. Los metamateriales y estructuras cristalográficos con un control arquitectónico preciso tienen mucha durabilidad, resistencia y absorción de energía (hasta siete veces), y podrían ser muy útiles en tecnologías de ingeniería de alto estrés como la aeroespacial y naval.

Imagen destacada cortesía de la Universidad de Sheffield.

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La impresión 3D ha cambiado la forma en que las empresas piensan sobre la creación de prototipos. Con el poder de la fabricación aditiva al alcance de la mano, es más sencillo que nunca convertir un diseño digital 3D en un objeto físico. Los costos iniciales son bajos, el aprendizaje es corto y los resultados, la mayoría de las veces, son consistentes y satisfactorios. Las impresoras 3D realmente han democratizado el mundo de la fabricación.

Sin embargo, no todo se puede imprimir en 3D. Ciertas formas y materiales siguen siendo más adecuados para otros procesos de fabricación, como el mecanizado CNC o el moldeo por inyección , mientras que muchas impresoras 3D comerciales simplemente no pueden producir piezas con las tolerancias requeridas para aplicaciones prácticas.

Para algunos proyectos, la respuesta no radica en la fabricación aditiva o el mecanizado tradicional, sino en algún punto intermedio. Combinar los dos procesos es más fácil de lo que piensa y puede ofrecer grandes ventajas.

Entonces, ¿cuándo debería mecanizar con CNC sus piezas impresas en 3D y cómo debería hacerlo? 3ERP, una empresa internacional de creación de prototipos con experiencia tanto en mecanizado CNC como en fabricación aditiva, sabe cómo combinar técnicas sustractivas y aditivas y puede ofrecer servicios de fabricación a aquellos que requieren prototipos y productos de calidad profesional.

¿Cuándo debería mecanizar sus piezas impresas en 3D?

Aunque la impresión 3D y el mecanizado CNC a menudo se consideran procesos diametralmente opuestos, en realidad se pueden combinar con buenos resultados, primero imprimiendo en 3D una pieza y luego sometiéndola a mecanizado CNC para cortar o modificar ciertas áreas.

En una crisis de tiempo

Las empresas deberían considerar el mecanizado CNC de sus piezas impresas en 3D cuando la alternativa, generalmente el moldeo por inyección o similar, demandaría demasiado tiempo. Aunque el proceso secuencial de impresión 3D y mecanizado CNC implica varios pasos, el enfoque combinado suele ser más rápido que crear y utilizar herramientas para un proceso de moldeo.

La combinación de impresión 3D y mecanizado CNC también permite realizar ajustes sobre la marcha en el producto o prototipo, ya que es más fácil modificar archivos digitales que reelaborar una herramienta de moldeo por inyección.

Cuando la precisión es clave

La precisión de las impresoras 3D mejora año tras año, pero muchas industrias requieren piezas críticas de uso final con tolerancias que en este momento son imposibles de lograr en impresoras 3D.

Al combinar la impresión 3D y el mecanizado CNC, se puede lograr la precisión deseada sin dejar de aprovechar las ventajas de la impresión 3D, que incluyen bajos costos y geometrías internas complejas. Las impresoras 3D de alta gama generalmente pueden alcanzar tolerancias de ± 0,005 pulgadas, mientras que las máquinas CNC pueden reducirlas a ± 0,002.

El mecanizado CNC de las áreas de una pieza impresa en 3D que exigen tolerancias estrictas puede servir para transformar un objeto casi utilizable en uno utilizable.

Cosas a considerar al mecanizar piezas impresas en 3D

Combinar los procesos de impresión 3D y mecanizado CNC requiere experiencia en ambas prácticas. Por lo tanto, es beneficioso contar con la ayuda de un experto como 3ERP para que se encargue del proceso. Pero hay ciertos pasos que se pueden tomar para garantizar que la fabricación se desarrolle sin problemas.

Anotar

Para obtener los mejores resultados en el mecanizado CNC de piezas impresas en 3D, es importante especificar exactamente lo que se debe hacer. Esto debe incluir especificar qué áreas requieren tolerancias estrictas, lo que permite al maquinista realizar el trabajo de manera adecuada. Cuando se especifican estas tolerancias, el maquinista puede sugerir ciertos ajustes de diseño a la pieza impresa en 3D para facilitar el trabajo.

Comparar

Estas sugerencias pueden incluir la directiva de usar un exceso de material. Dado que el mecanizado CNC reducirá efectivamente la masa de la pieza al cortar ciertas secciones, puede ser necesario imprimir material adicional para permitir estos ajustes. Si no hay capas suficientes, el proceso de mecanizado puede no dar como resultado las dimensiones correctas.

Posicionamiento

Las áreas de la pieza impresa en 3D que necesitan mecanizado deben colocarse de manera adecuada para que la herramienta pueda alcanzarlas.

Impresión 3D y mecanizado CNC con 3ERP

3ERP opera varios centros de mecanizado CNC de 4 y 5 ejes que son ideales para agregar características y tolerancias de ajuste en piezas impresas en 3D. Y con años de experiencia en fabricación aditiva y sustractiva, la empresa sabe cómo manejar su proyecto para obtener los mejores resultados.

Póngase en contacto con 3ERP para descubrir cómo la impresión 3D y el mecanizado CNC se pueden combinar con gran efecto.

Descubiertos originalmente en el siglo XIX, los materiales piezoeléctricos se han introducido en todo, desde teléfonos móviles hasta impresoras. Dado que estas tecnologías cruciales tienen tanto en juego, puede ser frustrante que requieran condiciones de producción controladas. En consecuencia, los creadores se topan con límites en términos de forma, tamaño, recursos y uso intensivo de una sala limpia. Sin embargo, gracias a la impresión 3D, los investigadores han demostrado que pueden crear varias piezoelectrónicas sin las limitaciones tradicionales. Este nuevo descubrimiento podría proporcionar formas de desarrollar materiales inteligentes e infraestructuras y transductores autoadaptativos.

Xiaoyu Zheng, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Facultad de Ingeniería y miembro del Instituto de Innovación de Macromoléculas, ha desarrollado métodos para imprimir materiales piezoeléctricos en 3D, con la ayuda de sus socios de investigación. Este nuevo método puede convertir el movimiento, el impacto y la tensión desde cualquier dirección en energía eléctrica. Además, pueden desafiar los estados preexistentes a los que están obligados muchos de los métodos tradicionales. El método también utiliza mucho menos material que las alternativas existentes.

» Los materiales piezoeléctricos convierten la tensión y la tensión en cargas eléctricas «, explicó Zheng. Si bien la piezoelectrónica y su fabricación generalmente dependen de un cristal, el equipo desarrolló un sustituto. “ Hemos sintetizado una clase de tintas piezoeléctricas altamente sensibles que se pueden esculpir en complejas características tridimensionales con luz ultravioleta. Las tintas contienen nanocristales piezoeléctricos altamente concentrados unidos con geles sensibles a los rayos UV, que forman una solución, una mezcla lechosa como cristal derretido, que imprimimos con una impresora 3D de luz digital de alta resolución ”.
Dijo Zheng .

Topologías de impresión 3D

Los materiales piezoeléctricos vienen en algunas formas definidas y están hechos de cristal frágil y cerámica. Aquí, el equipo de Zheng desarrolló un modelo que permite a los desarrolladores controlar y diseñar constantes piezoeléctricas arbitrarias, lo que a su vez permite que el material genere cargas eléctricas en respuesta a las fuerzas y vibraciones entrantes desde cualquier dirección. Esta es la obra de las topologías imprimibles en 3D.

“ Hemos desarrollado un método de diseño y una plataforma de impresión para diseñar libremente la sensibilidad y los modos operativos de los materiales piezoeléctricos ”, dijo Zheng. “ Al programar la topología activa 3D, puede lograr prácticamente cualquier combinación de coeficientes piezoeléctricos dentro de un material y usarlos como transductores y sensores que no solo son flexibles y fuertes, sino que también responden a la presión, vibraciones e impactos a través de señales eléctricas que Indique la ubicación, magnitud y dirección de los impactos dentro de cualquier ubicación de estos materiales. »

La eficiencia del nuevo material también es digna de mención. Mantiene sensibilidades 5 veces más altas que los polímeros piezoeléctricos flexibles. La rigidez y la forma del material son variables. Podría ser una hoja delgada parecida a una tira de gasa o un bloque rígido. Es realmente la elección del creador, lo que libera las posibilidades de diseño en el desarrollo de piezoelectrónica. Esto podría conducir a todo tipo de formas nuevas y radicales de tecnologías y estructuras futuras.

Imagen destacada cortesía de Macromolecules Innovation Institute.

Un equipo de la Universidad Estatal de Carolina del Norte desarrolló robots de malla mediante la impresión en 3D de arquitecturas de silicona con acción capilar magnética programable. Como resultado, han desarrollado estructuras elastoméricas inteligentes que se reconfiguran y remodelan en reacción a los campos magnéticos. De este modo, los robots pueden recoger cosas o participar en pequeñas acciones que podrían ser útiles para desarrollar robótica blanda o herramientas médicas.

Si bien los robots son mejores para tareas más simples, son solo un prototipo inicial, como sugieren los investigadores. “ Esta investigación muestra las capacidades en el campo emergente de combinar la impresión 3D y la robótica blanda ”, dice Orlin Velev, autor correspondiente del estudio. “ Por ahora, esta es una prueba de concepto en etapa inicial para un actuador robótico suave. »

Los actuadores ultrablandos se deforman al interactuar con fuerzas magnéticas, lo que hace que las partículas de carbonil hierro en su interior se liberen o se contorsionen. Una de las pruebas de conceptos que presentaron los investigadores fue un mecanismo para retener gotas de agua. Mientras el campo magnético está encendido, el robot se aferra a las gotas y las libera cuando el campo se apaga. El diseño podría ser una excelente manera de transportar líquidos o mezclarlos en situaciones de laboratorio.

Estructuras de malla flotantes controlables

Los robots constan de microperlas de silicona, silicona líquida, agua y partículas de carbonilo de hierro magnetizables. Aunque es un robot magnético, también es un gran ejemplo de tecnologías de impresión 4D. Debido a su capacidad para interactuar de formas únicas con los imanes, los investigadores utilizaron un par de arreglos diferentes para diferentes propósitos. Por ejemplo, también desarrollaron un agarrador de garras (como se muestra en el video a continuación).

El agarrador tiene una estructura en forma de resortes con una garra en un extremo. Cuando el campo magnético está activado, la sección del resorte se agrupa, arrastrando la garra con ella. Desactivar el campo permite a los investigadores extender la garra, agarrar una pequeña bola de aluminio y arrastrarla hacia adentro. Es un sistema de robot de malla muy simple, pero también es efectivo.

Como dice el resumen de la investigación:

La impresión 3D nos permite fabricar arquitecturas blandas con diferentes modos de actuación, como contracción isotrópica / anisotrópica y múltiples cambios de forma, así como reconfiguración funcional. Las mallas que se reconfiguran en campos magnéticos y responden a los estímulos externos mediante la remodelación podrían servir como andamios de tejido activo para cultivos celulares y robots blandos que imitan a las criaturas que viven en la superficie del agua .

La construcción de los robots de malla requirió bastante ingenio en términos de impresión. Los investigadores construyeron su propia impresora 3D para el experimento utilizando el diseño de una mini-fresadora CNC de OpenBuilds. Lo personalizaron para usar un cilindro de jeringa Nordson EFD en lugar de un eje CNC típico. La presión neumática en el cilindro de la jeringa se reguló con un dispensador de líquido Performus V que proporciona una extrusión controlada. Esto fue necesario ya que estaban usando una boquilla de polietileno de calibre 27. El movimiento en las direcciones xyz fue controlado por una placa de microcontrolador Arduino Mega 2560 equipada con una placa de controlador Ramps 1.4.

Imágenes destacadas cortesía de la Universidad de Carolina del Norte.