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Los investigadores en Japón están adoptando un enfoque de sentido común para integrar la impresión 3D en su industria de la construcción. La mayoría de las empresas que se centran en estructuras de ingeniería civil impresas en 3D hacen una de dos cosas: o construyen una impresora 3D gigante en un almacén que fabrica piezas que deben enviarse y ensamblarse in situ o desarrollan una impresora 3D móvil que puede imprimir el estructuras en su lugar. El equipo de ingeniería de la Universidad de Gifu decidió diseñar algunas actualizaciones que permitan utilizar equipos de construcción de TIC existentes para la impresión 3D de hormigón.

TIC significa Tecnología de la Información y las Comunicaciones en el mundo de la construcción. Es un término general que se refiere al uso de software, sensores y sistemas de comunicación para planificar, ejecutar y rastrear proyectos de construcción. Cuando los trabajadores de la construcción en el lugar de trabajo pueden mirar una tableta y ver una representación CAD de los diseños creados por el arquitecto, y luego conectar esos datos a una excavadora para que pueda excavar exactamente a la profundidad correcta, eso es TIC.

En este caso, los investigadores convirtieron una excavadora de cangilones ICT en una impresora 3D de cemento colocando una boquilla rociadora en el extremo del cucharón y empleando su función de «límite de plano infinito».

Además de los investigadores de la Universidad de Gifu, el grupo de I + D incluía el Instituto de Investigación para la Tecnología de la Construcción, Sumitomo Osaka Cement, Shimizu Construction, NIPPO, Maruei Concrete Industry y FTS, por lo que no faltaron los conocimientos especializados en cemento. Como tal, su sistema de impresión 3D es capaz de imprimir en dos formatos diferentes: húmedo y seco. En el modo húmedo, la mezcla de cemento se premezcla antes de cargarse en la impresora, mientras que en el modo seco, los ingredientes se alimentan por separado y se mezclan en la boquilla de impresión a medida que se deposita el cemento. Ambos métodos tienen ventajas. La premezcla generalmente da como resultado un cemento mejor mezclado, pero transportar cemento premezclado es más difícil y costoso. Por tanto, esta impresora ofrece lo mejor de ambos mundos.

Al combinar la boquilla de impresión, la función de plano infinito de la excavadora ICT y una conducción experta de excavadoras, el equipo pudo producir un pilar de 1,5 metros de altura y una pared de 1 metro de altura. El plan es que la tecnología se use primero en encofrados enterrados en sitios donde es difícil transportar cemento, pero eventualmente esperan que este tipo de impresoras se usen para imprimir superestructuras de puentes.

Las impresoras 3D continúan mejorando año tras año, pero los fundamentos de la tecnología no han cambiado mucho a lo largo de los años.

Lo que me parece más emocionante son los nuevos materiales que se introducen constantemente en el mercado, ofreciendo capacidades nuevas y útiles para su hardware de impresora 3D existente.

Presentamos Colorfabb varioShore TPU y colorFabb LW-PLA

Como buen ejemplo de las fascinantes capacidades que pueden ofrecer los nuevos materiales, colorFabb presentó recientemente dos nuevos filamentos que cuentan con una tecnología de espuma activa, lo que permite la creación de piezas ligeras y de baja densidad.

Colorfabb varioShore TPU

colorFabb creó un material de TPU flexible llamado varioShore TPU que utiliza tecnología de espuma activa para permitir una dureza Shore variable, incluso dentro de la misma impresión.

Aunque la reducción de peso de varioShore TPU no es tan significativa como LW-PLA, el peso de la impresión general es notable y puede marcar la diferencia en las impresiones donde el peso importa.

Por ejemplo, en 3D Universe , han estado trabajando en el desarrollo de diseños de mascarillas respiratorias impresas en 3D. Descubrieron que la impresión de estas máscaras en varioShore TPU da como resultado una máscara que es más ligera, más suave, más flexible y más cómoda en comparación con las impresas en TPU estándar.

Lo que me encanta de este material en particular es que la tecnología de espuma activa no solo da como resultado una pieza más ligera. También produce una parte notablemente más suave. Entonces, si está buscando producir una pieza que sea más cómoda, como un soporte para manillar, plantilla para zapatos, etc., este material ofrece una ventaja significativa.

colorFabb LW-PLA

Usando la misma tecnología de espuma activa presentada en Varioshore TPU, LW-PLA comenzará a formar espuma a alrededor de 230 ° C, aumentando su volumen casi 3 veces. Los usuarios pueden disminuir el flujo de material hasta en un 65% para lograr piezas livianas, o usar las propiedades de expansión para reducir de manera efectiva el tiempo de impresión mediante el uso de grandes alturas de capa o perímetros individuales extra gruesos.

Probaron este material utilizando el 3D Benchy para ver por nosotros mismos si el material estaría a la altura de las afirmaciones de marketing.

Primero, imprimieron el modelo en PLA estándar, usando un 50% de relleno. Como puede ver a continuación, el modelo resultante pesa 98 g.

A continuación, imprimimos el mismo modelo utilizando el mismo relleno al 50% con Colorfabb LW-PLA. Para maximizar el efecto de espuma activa, utilizaron una temperatura de impresión alta (255 ° C) y redujeron el caudal al 35%.

El resultado, como puede ver a continuación, tiene un acabado superficial muy diferente en comparación con el PLA normal. Es un acabado mate, a diferencia del PLA estándar, que suele ser algo brillante.

Como se muestra arriba, el mismo modelo impreso en LW-PLA pesaba un tercio del impreso en PLA estándar, incluso cuando se utilizó la misma densidad de relleno.

La misma calidad de espuma activa de este material también se puede utilizar para imprimir artículos más rápidamente utilizando alturas de capa más gruesas. Normalmente, la altura máxima de su capa es alrededor del 75% del diámetro de su boquilla. Entonces, por ejemplo, con una boquilla de 0,4 mm, no querrá utilizar capas más gruesas que 0,32 mm. Pero al aprovechar la calidad de espuma activa de LW-PLA, puede imprimir con capas de hasta 0,6 mm de grosor utilizando una boquilla de 0,4 mm.

Lo que está viendo en la imagen de arriba es que intentar imprimir PLA normal con una altura de capa de 0,6 mm con una boquilla de 0,4 mm da como resultado espacios e imperfecciones porque no puede sacar tanto material de una boquilla de 0,4 mm. Debido a la propiedad de formación de espuma del LW-PLA, las capas de 0,6 mm que se muestran a la derecha son agradables y limpias.

Ha sido muy divertido probar este nuevo y emocionante material. ¡Recoja un carrete para usted hoy!

Hormigón. Lo amas o lo odias, seguro que usamos mucho. Es el segundo material más utilizado del planeta, después del agua.

A modo de ilustración, la fabricación de hormigón es responsable del 8% de la huella de dióxido de carbono de la Tierra. Si el hormigón fuera un país, sería el tercer mayor productor de CO ₂ después de China y Estados Unidos.

Y hablando de China, ¿sabías que entre 2011 y 2020, China produjo (y usó) más concreto en esos tres años que Estados Unidos en todo el siglo XX?

Para decirlo de otra manera, en 2020 China produjo 2.400 millones de toneladas métricas de cemento en comparación con el resto del planeta, que logró una miserable cantidad de 1.700 millones de toneladas métricas combinadas.

Entonces, ¿cuál es el punto de ese preámbulo?

El punto es que la fabricación de cemento / hormigón, si bien es físicamente sostenible en términos de recursos necesarios para la producción, es increíblemente mala para el medio ambiente.

Entonces, para combatir esto, los investigadores y las empresas están buscando diferentes formas de fabricar cemento para reducir la cantidad de CO _{2 que se} vierte a la atmósfera y también para reducir los costos.

Ingrese a ETH Zürich, una universidad de investigación en Suiza, que ha concebido un sistema denominado Fast Complexity, que se afirma que reduce el cemento necesario en más de la mitad de la cantidad habitual para los edificios.

Pero este no es un proceso estándar de impresión de cemento.

En cambio, el sistema utiliza moldes reutilizables impresos en 3D combinados con una impresora 3D que extruye (o más bien “vierte”) cemento húmedo en el molde de acuerdo con la trayectoria definida.

Es el matrimonio de la impresión 3D y la fundición de hormigón.

Puede ver la boquilla controlada por robot vertiendo el cemento en el molde en el video a continuación.

Además, la velocidad de fraguado del cemento se puede controlar permitiendo un cemento líquido (bueno para capturar detalles en el molde de encofrado) o un cemento más grueso y de fraguado más rápido que puede permitir estructuras más altas que no requieren materiales de soporte.

La capacidad de cambiar entre el material que gotea y el material de fraguado más grueso y rápido también significa que los 2 procesos se pueden combinar sin problemas, lo que permite que los formularios impresos en 3D se impriman directamente sobre el sustrato moldeado ya fraguado.

Tenga en cuenta que los investigadores del video están agregando varios materiales al elemento impreso, como vigas y malla de losa de concreto. Como en la producción normal de hormigón, estos elementos añaden refuerzo a la losa para que las cargas se controlen a través de la estructura.

Producción de losas de hormigón

Por el momento, este método se utiliza principalmente para la producción de losas de hormigón. Los investigadores afirman que al utilizar este método de impresión 3D, pueden imprimir características utilizables en ambos lados de la losa. Aparentemente, las losas decorativas de fabricación tradicional solo tienen características en un lado.

Además de la complejidad adicional habilitada por el sistema, el equipo dice que el proceso requiere menos mano de obra y es menos costoso que las losas decorativas de fabricación tradicional.

Puedes consultar el grupo de investigación y el trabajo que están haciendo aquí .

Exposiciones eh. ¿Recuerdas esos? Solían ser una cosa, antes de que tú-sabes-qué nos obligara a vivir bajo tierra como Morlocks.

Al parecer, la exposición TCT Asia en Shanghái no sufrió un destino similar al de cualquier otro evento público del planeta, como lo demuestra el anuncio de una nueva máquina SLS de impresión de polímeros, que fue revelada en dicho evento.

La máquina, llamada Flight ST252P de Farsoon Technologies (con sede en China y oficinas en todo el mundo) es la incorporación más reciente a la serie de impresoras Flight, que se presentó por primera vez en el mismo evento en 2020.

La serie de impresoras Flight se diferencia de las máquinas SLS tradicionales porque tienen un láser de fibra en lugar de un láser de CO2. Y por si acaso se lo estaba preguntando, Flight es un acrónimo de fibra + luz.

Debido a la mayor potencia entregada a la plataforma de impresión en el sistema de láser de fibra, así como al menor diámetro del haz y al aumento de la absorción de energía, los operadores pueden imprimir una gama más amplia de materiales disponibles comercialmente. En la exposición también se lanzaron dos polvos de polímero adicionales. Más sobre eso más tarde.

Debido a la naturaleza abierta y la consiguiente flexibilidad de esta impresora, está dirigida no solo a empresas de fabricación sino también a institutos de investigación. Farsoon, al parecer, está muy a favor de ayudar a los clientes a desarrollar sus propios materiales nuevos con este sistema.

Con una experiencia de más de 25 años en el desarrollo de sistemas de aditivos y material en polvo, Farsoon es una de las pocas empresas en el mercado que puede aprovechar las soluciones integradas de sinterización láser de plástico. Dr. Xu Xiaoshu, presidente de Farsoon Technologies

El Dr. Xu fue anteriormente director técnico de la primera empresa de sinterización láser SLS del mundo, DTM Corporation, que desde entonces se ha transformado en 3D Systems . Entonces conocen sus cebollas en lo que respecta a la sinterización de polímeros.

La serie 252P ofrece dos configuraciones: HT252P y ST252P , que a su vez ofrecen temperaturas de cámara de 220 ° C y 280 ° C respectivamente. Al igual que la variante anterior _de láser de CO ₂ de la serie 252P, esta tiene el mismo tamaño de cilindro de construcción de 250 × 250 × 320 mm.

Si quieres uno más grande, debes mirar el primer modelo Flight del año pasado (el modelo Flight 403P).

Estas temperaturas más altas permiten la impresión sin deformaciones de plásticos de ingeniería de alta temperatura como PA6, PA66 y PEI. Probablemente también podría imprimir PEEK allí, aunque no se indica explícitamente en la propaganda de prensa. Oye, es un sistema abierto. Imprime lo que quieras.

Volviendo a los nuevos polímeros, la compañía también anunció el lanzamiento de dos nuevos tipos de polvo, un polvo de poliamida FS2300PA-F personalizado (promocionado como un polvo rentable pero resistente para la creación de prototipos), así como un nuevo PA12 que está dirigido tanto a la creación de prototipos. y productos de uso final. No se menciona el costo relativo de este PA12 (por lo que suponemos que es más caro que el FS2300PA-F, ya que es más adecuado para el uso final).

Hay muchas impresoras 3D SLS industriales en el mercado, eso es seguro. Por supuesto, algunos de ellos satisfarán sus necesidades mejor que otros. El fabricante polaco SondaSYS ha desarrollado una impresora 3D que, a pesar de estar impulsada por la tecnología de sinterización selectiva por láser ahora estándar, es verdaderamente única. Entonces, ¿qué lo hace especial?

1. El volumen de construcción se puede cambiar

Eso suena genial, pero ¿es complicado cambiarlo? ¿Necesitaré cambiar manualmente las plataformas de compilación? No, cambiar el volumen de construcción se controla completamente digitalmente. Todos los cambios son automatizados por la máquina, por lo que todo lo que necesita hacer es elegir el tamaño 1 (265 x 265 x 310 mm) o el tamaño 2 (365 x 365 x 610 mm). La impresora preparará el volumen de construcción seleccionado por sí misma, incluidos todos los parámetros galvo, láser y de calentamiento. Si necesita imprimir objetos pequeños o una pequeña cantidad de objetos, entonces el tamaño 1 será más eficiente ya que los tiempos de calentamiento y enfriamiento serán más cortos, la cantidad de polvo necesaria será menor y el costo por pieza será menor. Y cuando necesite imprimir piezas más grandes o muchas, entonces el tamaño 2 es el camino a seguir.

2. Galvo óptico de 3 ejes de grado militar

El galvo es increíblemente importante en las impresoras 3D SLS, ya que dirige y enfoca el rayo láser.
SondaSYS utiliza galvos ópticos de Cambridge Technology (comprados por Novanta hace algún tiempo) que son de calidad lo suficientemente alta como para que el Ejército de los EE. UU. Los use en sus sistemas de guía, y SondaSYS es el único fabricante de impresoras 3D que usa esos galvos. El galvo óptico de 3 ejes permite el volumen de construcción variable, aumenta drásticamente la velocidad del proceso de impresión y mejora en gran medida la calidad de impresión.

3. Ancho dinámico del rayo láser

Al igual que el volumen de construcción, el ancho del rayo láser también se puede cambiar, incluso durante las impresiones. ¿Por qué es tan importante? El ancho del haz determina qué tan ancho es el camino de sinterización; un haz más ancho sinteriza más polvo con cada pasada y, por lo tanto, aumenta la velocidad de impresión. Las trayectorias de sinterización más amplias también crean piezas más resistentes porque una mayor parte del objeto es sólido. La compensación de usar un haz más ancho es una menor resolución de detalles. Pero la impresora puede cambiar su ancho de haz mientras imprime, por lo que el relleno interno de un objeto se puede imprimir con un haz ancho donde la resolución no es importante y el exterior se puede imprimir con un haz estrecho para capturar cada detalle. De esa manera, las piezas se imprimen rápidamente y aún se ven bien.

4. Escritura del cielo

En un sistema galvo estándar de 2 ejes, el punto láser se mueve a su destino con pausas irregulares debido a las limitaciones físicas de mover los espejos. Esas pausas irregulares hacen que algo de polvo se sobre-sinterice, lo que produce imperfecciones en ciertas características impresas, como pliegues en ángulos agudos. En SondaSYS SL02, el galvo de 3 ejes permite que el láser realice movimientos de arco entre puntos para disipar el exceso de energía sin ralentizar el proceso de impresión. Además, el láser se enciende y apaga automáticamente para mantener la velocidad sin quemar polvo. Estos procesos avanzados están controlados por el software SondaSYS RP y los algoritmos del sistema Cambridge Lighting 2. Una vez que se calibran la excitación y el tiempo de reposo del láser durante la configuración, no será necesario volver a calibrarlo.

5. Ecosistema de materiales abiertos

No todos los proveedores de materiales cobran lo mismo por sus polvos, por lo que una plataforma de material abierta le permite elegir el proveedor que mejor se adapte a su presupuesto. Igual de importante, una plataforma abierta permite a los institutos de investigación y departamentos de I + D experimentar libremente con materiales nuevos y exóticos, allanando el camino para mejores productos y procesos que otros pueden utilizar.

Actualización: este artículo se publicó por primera vez el 5 de junio de 2020. En esa publicación mostramos incorrectamente las medidas de las dos opciones de volumen de construcción de la impresora 3D SondaSYS SLS. El volumen de construcción correcto para la opción de tamaño 1 es 265 x 265 x 310 mm. El volumen de construcción correcto para la opción de tamaño 2 es 365 x 365 x 610 mm.