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Entre las muchas innovaciones en la impresión 3D, este año ha experimentado un gran impulso para las aplicaciones de múltiples materiales. Investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur han desarrollado una nueva tecnología de inyección de aire que ayuda a mejorar la impresión DLP de múltiples materiales.

La investigación muestra las capacidades de un mecanismo de intercambio de material asistido por chorro de aire de alta resolución. El chorro de aire elimina la resina residual durante el proceso y ayuda a una solidificación adecuada. El mecanismo evita la necesidad de un procesamiento posterior con productos químicos agresivos, al tiempo que reduce los desechos. Los investigadores pudieron fabricar estructuras de microredes a un ritmo un 58 por ciento más rápido que otras soluciones.

El mecanismo básico para múltiples materiales radica en el uso de muchas jeringas, cada una con resina diferente. A diferencia de otros procesos de materiales múltiples que operan en varias boquillas, los investigadores buscaban una boquilla de extrusión básica pero sin sacrificar la calidad. Mientras que su método de utilizar múltiples jeringas deposita las resinas sobre una placa de vidrio cubierta con cinta adhesiva de silicona de politetrafluoroetileno (PTFE) que permite que la pieza se adhiera a la plataforma sin adherirse al vidrio. Con esta disposición, pudieron utilizar resinas comerciales viejas y simples para crear estructuras DLP de múltiples materiales. Además, el sistema aparentemente también puede hacer uso de monómeros, oligómeros, iniciadores y absorbentes.

Tecnología de inyección de aire

Para lograr el procesamiento de múltiples materiales, el equipo utilizó una micropantalla digital de alto contraste con un tamaño de píxel de 15 μm. Esto les permitió proyectar imágenes personalizadas de 405 nm a través de una placa de vidrio de borosilicato con recubrimiento de politetrafluoroetileno ópticamente transparente para inducir la polimerización en una variedad de resinas poliméricas fotocurables a base de acrilato, donde cada capa contenía múltiples tipos de resina.

Los investigadores encontraron que el proceso de chorro de aire ofrecía una transición brusca de un material a otro. De hecho, han descubierto que ajustar más el sistema les permitirá hacer que el desperdicio de material sea casi nulo. De manera similar, los aditivos fotoiniciadores más sensibles podrían reducir el tiempo de procesamiento en general.

Los investigadores también escribieron código para controlar los componentes electrónicos de la impresora 3D usando LabVIEW. La resina se solidifica alrededor de la interfaz vidrio-líquido, moviéndose hacia la plataforma a medida que aumentan la exposición. También se tuvieron en cuenta las leyes de movimiento complejas y la relación entre la luz tenue y la transparencia. La descripción detallada de todo el proceso sirve como un trampolín para la DLP funcional de múltiples materiales en el futuro.

Imagen destacada cortesía de SUTD.

Los investigadores del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes en Stuttgart están llevando las lentes impresas en 3D al siguiente nivel con su nueva línea de lentes de polímero impresas en 3D para microscopios de rayos X. Gracias a la resolución en profundidad de la fabricación aditiva moderna, le han dado a estas lentes características de nanoescala.

La microscopía de rayos X es un medio de estudiar las características microscópicas en todo tipo de equipos. Puede ser crucial, por ejemplo, en el estudio de defectos en microchips y CPU. Es el mejor medio para comprender bien las fallas estructurales de dispositivos cruciales. Sin embargo, XRM requiere lentes intrincados de muy alta potencia, por lo que los investigadores han estado buscando un método para producirlos mucho más baratos. Debido a sus geometrías a nanoescala, pueden ser costosas, con un costo de más de miles de euros. Su nuevo método de producción ofrece una alternativa mucho más económica.

Los investigadores utilizaron nanoimpresión 3D de femtosegundos y dos fotones para fabricar esta nueva óptica de rayos X difractiva. Además de ser económico, el método también es muy rápido y produce cada lente en menos de un minuto con propiedades ópticas de rayos X extremadamente favorables. También puede emplear varias pilas de lentes para procesar simultáneamente.

Lentes de polímero de impresión 3D para microscopios de rayos X

“ Usamos un láser infrarrojo (IR) pulsado de femtosegundos y una fotorresistencia que puede polimerizar absorbiendo múltiples fotones infrarrojos simultáneamente para escribir estructuras más pequeñas que la longitud de onda de la luz ”, dijo Umut T. Sanli, Ph.D. estudiante del grupo de Micro / Nano Óptica del Departamento de Sistemas Magnéticos Modernos. “De esta manera, logramos una geometría de lente de rayos X extremadamente desafiante con características de tamaño nanométrico y eficiencias de enfoque muy altas. “. Las quinoformas impresas en 3D resultantes de la obtención de imágenes directas de rayos X suaves y la pticografía demostraron un rendimiento superior, mostrando eficiencias de hasta el 20%.

También era importante escoger los materiales con precaución debido a la cantidad de daño por radiación que sufren las lentes. El equipo utilizó la polimerización de dos fotones para crear las lentes de plástico. Consideraron una gran cantidad de materiales diferentes (incluidos el berilio y el diamante). Las lentes de polímero son seguras de fabricar y una vez que los fabricantes las optimizan, la fabricación es sencilla.

Los investigadores aplicaron el método para lograr una mayor eficiencia al combinar varios de los lentes en serie. Al integrar varias ópticas, controlan y manipulan eficazmente el frente de onda de rayos X. Con varias lentes y otros elementos de conformación de frente de onda colocados uno tras otro, optimizan estas ópticas de rayos X integradas incluso para el rango de energía de rayos X muy duro.

Los investigadores han presentado una patente para el nuevo método. El documento completo que detalla su investigación está disponible aquí .

Imágenes cortesía del Instituto Planck.

Siemens se ha asociado con Solukon Maschinenbau GmbH para lanzar el sistema de posprocesamiento SFM-AT800S. La máquina permitirá a los usuarios terminar sus impresiones en metal y limpiar los residuos de polvo en los que incurre el proceso. El sistema también incluye los últimos avances en tecnologías inteligentes de eliminación de polvo. Los sistemas de posprocesamiento de impresión en metal pueden ayudar a mitigar algunos de los problemas de los sistemas de lecho de polvo.

Si bien la impresión 3D de metal ha recorrido un largo camino, muchos sistemas de polvo láser todavía dejan trozos de polvo metálico atrapados en las piezas multicanal más complejas. El SFM-AT800S es un dispositivo que puede deshacerse de las partes de estas sobras con dos ejes giratorios sin fin y servomotorizados. El nuevo sistema de ejes que trae el SFM-AT800S ofrece la posibilidad de mover la pieza a lo largo de cualquier contorno tridimensional, lo que le da la capacidad de limpiar los caminos, rincones y grietas muy difíciles de las diversas impresiones.

“ Apoyamos firmemente este sistema mejorado de eliminación de polvo. Las piezas AM sin polvo y de alta calidad, la salud y la seguridad ocupacional, así como los temas medioambientales relacionados con la prevención de residuos y la reutilización del polvo, son muy importantes para que Siemens procese diseños avanzados también en nuestras actividades de posprocesamiento. ”Dijo el Dr. Christoph Kiener, científico principal de Siemens.

Posprocesamiento de impresión en metal

Si una gran empresa como Siemens se asocia para soluciones de impresión de metales, significa que la industria tiene potencial. Bucear en los aspectos de posprocesamiento con un dispositivo también significa que hay un mercado para las soluciones en este momento. Siemens y Solukon también han tenido tratos anteriormente, y el primero empleó las soluciones de posprocesamiento de este último en su propio flujo de trabajo.

Ahora, ambas empresas están trabajando juntas para desarrollar un sistema inteligente para las mismas funcionalidades. Usando el archivo CAD, el SFM-AT800S puede encontrar esos canales difíciles y predecir patrones de residuos en piezas complejas. Esto le permitirá limpiar canales con una eficiencia estelar.

Andreas Hartmann, cofundador y director técnico de Solukon, añade que “ Siemens analiza las tecnologías de fabricación aditiva desde un punto de vista holístico y comprende los requisitos digitales de la cadena de fabricación completa, especialmente a nivel de planta. Esta experiencia convierte a Siemens en un socio perfecto para el avance de esta nueva tecnología ”.

Ambas empresas exhibirán el sistema en formnext en Frankfurt a finales de este año.

Imagen destacada cortesía de Solukon y Siemens.

La empresa internacional de reciclaje de residuos Renewi se ha asociado con Refill para un nuevo filamento novedoso hecho de refrigeradores reciclados.

Coolrec, una subsidiaria de Renewi, produce el filamento en Holanda. Crean dos tamaños del filamento HIPS en un color neutro, aunque la empresa también quiere expandirse a otras tonalidades. HIPS es un material excelente para producir, que ofrece alta durabilidad y la capacidad de pintar y pegar fácilmente. Además, Coolrec también optimiza el filamento para la impresión 3D al eliminar la deformación y la contracción.

Arjen Wittekoek, director de Coolrec, afirma que “ esta colaboración es un buen ejemplo de dos empresas a la vanguardia del reciclaje de plástico que trabajan juntas en su propio campo de especialización. Los electrodomésticos desechados están hechos y todavía contienen muchos materiales valiosos. Utilizando técnicas innovadoras, podemos recuperar los plásticos y reutilizarlos en la fabricación de nuevos productos, como el filamento 3d ”.

Reciclaje de refrigeradores

“El desarrollo de HIPS y la colaboración con Refill es otra forma de proteger al mundo contra la contaminación, preservar los recursos finitos y permitir que nuestros socios logren sus objetivos de sostenibilidad. Por tanto, estamos muy orgullosos de participar en esta colaboración circular. ”Dice Wittekoek.

El uso de frigoríficos viejos les proporciona una base sólida. Coolrec trata completamente de reciclar equipos eléctricos y electrónicos, mientras que Refill transforma plásticos en filamentos. Es fácil ver por qué las dos empresas formaron esta asociación beneficiosa. Si bien reciclar el filamento es fácil, lograr una cadena de suministro estable y garantizar una calidad constante en todos los lotes puede ser difícil. El modelo de empresas también es sostenible en sus métodos de entrega. Envían los filamentos en cartón reciclable.

En cuanto al futuro, las empresas tienen ciertos planes de ampliar su gama de filamentos. Por ahora, quieren producir un filamento negro utilizando televisores viejos y otros dispositivos electrónicos. Los filamentos reciclables no solo son interesantes, se están convirtiendo en una necesidad debido a la producción de residuos. Ideas como estas están proporcionando un camino a seguir para soluciones más económicas y sostenibles.

Imagen destacada cortesía de Renewi & Refill, recuperada a través del sitio web de CIWM-Journal.