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Los polvos metálicos de impresión 3D con tecnología de fusión en lecho de polvo pueden tener algunas desventajas. En primer lugar, el procesamiento tiene un alto desperdicio debido a la expulsión o la unión ineficaz. En segundo lugar, las piezas pueden ser porosas. Para superar estos problemas, los investigadores proponen una nueva forma de probar la calidad del polvo metálico.

Investigadores del Consejo Nacional de Investigación de Canadá y AP&C (una subsidiaria de GE Additive) están colaborando en un método que permite la detección de varias nanopartículas extrañas dentro de los polvos metálicos utilizando tomografía microcomputada de rayos X y análisis de imágenes en 3D. El método les permite medir una variedad de características en cada partícula individual.

El método ha demostrado ser mucho más confiable que los tradicionales en situaciones en las que es posible la contiminación cruzada. Estos diversos medios de análisis tienen en cuenta el tamaño, el brillo y la concentración general como variables principales. El método podría arrojar luz sobre la pureza de las partículas y qué características son las mejores para la fabricación aditiva. Además, el Consejo de Investigación y AP&C están desarrollando estos nuevos métodos específicamente para la impresión de metales, lo que les permite obtener información más relevante de los parámetros específicos de impresión en lugar de depender de los que están mejor en sintonía con la fabricación tradicional u otros procesos.

Mejores impresiones en metal y polvos

Actualmente, el equipo solo ha validado el método para polvos de titanio, pero también planean probar otros metales, particularmente aleaciones de níquel. El proceso de validación fue principalmente para piezas aeroespaciales, realizado en conjunto con socios industriales. La NRC también está trabajando para determinar el flujo preciso de polvos metálicos durante el proceso de impresión 3D . Su objetivo es obtener una comprensión firme de este aspecto midiendo qué tan esféricas y porosas son las partículas.

» Esperamos que este nuevo método apoye la adopción industrial de la impresión 3D y facilite su implementación en entornos altamente regulados, como las industrias aeroespacial y de dispositivos médicos «, dijo Louis-Philippe Lefebvre, líder del equipo de formación de polvo para el Centro de Investigación de Dispositivos Médicos, National Consejo de Investigación de Canadá.

El método en el que el equipo está trabajando ahora podría ayudar a confirmar si la materia prima permanece limpia de partículas extrañas en el procesamiento. Esto podría mejorar enormemente la eficiencia de la impresión y la integridad estructural del producto final.

Imagen destacada cortesía del Consejo Nacional de Investigación de Canadá, recuperada a través del sitio web de Skiesmag.

El grafeno se ha convertido en un material de ensueño para muchos ingenieros e investigadores. Estas moléculas de carbono de una sola capa dan a los científicos la capacidad de jugar con algunas propiedades muy deseables, como la conductividad eléctrica y la flexibilidad del material. Ahora, los investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y Virginia Tech están mostrando un camino a seguir mediante la impresión en 3D de las estructuras como parte de un nuevo estudio.

Si bien la investigación permite solo una pequeña cantidad de grafeno a partir de ahora, sigue siendo un trabajo inmensamente prometedor. Actualmente, la impresora permite 10 micrones, 10 veces mejor que los métodos anteriores permitidos. También son las estructuras de grafeno más complejas que los científicos hayan impreso.

» Es un avance significativo en comparación con lo que se ha hecho «, dijo el autor principal Ryan Hensleigh. » Podemos acceder a prácticamente cualquier estructura que desee».

El grafeno tiene toneladas de aplicaciones en electrónica flexible potencial e incluso en diseños aeroespaciales y automotrices. El material es conveniente ya que es muy duradero y flexible al mismo tiempo que permite una excelente conductividad eléctrica y térmica, lo que lo hace ideal para entornos de alto estrés y para la ingeniería en general.

Técnicas de impresión de grafeno

Aunque originalmente los científicos extruían el grafeno como una pasta de dientes, este método solo permitía estructuras muy simples. El nuevo método es mucho más complejo. Comenzando con óxido de grafeno, el proceso reticula las láminas para formar un hidrogel poroso. Luego, usaron ultrasonido para derivar un hidrogel y agregaron polímeros de acrilato sensibles a la luz.

Como se puede imaginar, la presencia de partículas sensibles a la luz permitió a los usuarios aplicar microestereolitografía de proyección. El equipo creó sus estructuras 3D sólidas deseadas con el óxido de grafeno atrapado en largas cadenas de polímero de acrilato. En los pasos finales, colocaron las estructuras 3D en un horno quemando los polímeros y fusionando el objeto final para darle forma, dejando un aerogel de grafeno puro y liviano (quemando el hidrógeno).

Lo fascinante de este método es que evita uno de los errores críticos de las iteraciones anteriores del procesamiento del grafeno. Anteriormente, los métodos permitían renunciar a la mayoría de las lucrativas propiedades mecánicas que se encuentran en su forma de hoja única.

Imagen destacada cortesía de Virginia Tech

Los modelos anatómicos impresos en 3D y los simuladores de aprendizaje brindan nuevas oportunidades de capacitación en profundidad a los profesionales médicos de todo el mundo. Si bien este tipo de modelos siempre estuvieron disponibles, ciertos procedimientos de capacitación nunca tuvieron su debido tiempo hasta que apareció la impresión 3D. Por ejemplo, hasta ahora, la formación más común para los anestesiólogos era la formación sobre el terreno. Aunque ya existen simuladores de entrenamiento en anestesia, los nuevos simuladores de impresión 3D son más baratos que los fabricados tradicionalmente, lo que los hace lo suficientemente más fáciles de distribuir en una base mucho más amplia.

Los modelos de simulación «fantasma» impresos en 3D son una creación de una variedad de profesionales médicos de todo el mundo . Se unieron para trabajar en hacerlos mucho más baratos y explorar nuevas variedades de simulaciones. La investigación se ocupa particularmente de la aplicación de anestesia neuroaxial, que tiene una curva de aprendizaje muy pronunciada. Estos modelos ayudarán a capacitar a estudiantes y profesionales para el alivio espinal y epidural.

Los investigadores están desarrollando los nuevos modelos de software libre / libre / de código abierto (FLOS) y creándolos con un detalle anatómico increíble. Sorprendentemente, están usando configuraciones que son bastante familiares para el entusiasta promedio de la impresión 3D, imprimiéndolas en impresoras de escritorio con PLA. Además, están obteniendo modelos realistas de tomografías computarizadas de la columna lumbar, por lo que son muy confiables.

Simulación anestésica

No hace falta decir que un simulador de entrenamiento de anestesia debe ser muy consistente con el cuerpo humano. La aplicación de anestesia neuroaxial se basa en la retroalimentación táctil, complementada con imágenes de ultrasonido antes del procedimiento.

Al formar el modelo, los investigadores lo llenaron con una solución ecogénica de gelatina con fibra de psyllium. Luego calentaron y enfriaron el resultado varias veces y luego el personal realizó el procedimiento espinal y colocaron una epidural. Incluso lo compararon con los fantasmas fabricados tradicionalmente y encontraron que la calidad era comparable.

Sin embargo, el fantasma impreso en 3D no estuvo del todo exento de defectos. Era un poco menos realista que los fantasmas en términos de palpación de la superficie debido a lo frágil que era la silicona. Dicho esto, mostró mucho más realismo en términos de punción dural, imágenes de ultrasonido y pérdida de resistencia. No está mal, considerando que solo cuesta € 13 para imprimir en 3D en 25 horas de producción no supervisada. Además, solo tomó dos horas ensamblar. Con un mejor material de silicona, puede convertirse en una alternativa viable para la comunidad médica.

Imagen recuperada de la Health Research Society of Canterbury.

Un estudiante de la Universidad de Waikato de Nueva Zelanda está buscando células cancerosas para seguir investigando sobre posibles curas. La estudiante de maestría Shalini Guleria planea hacer crecer las células fuera del cuerpo de un paciente para varias pruebas con el objetivo de reducir la necesidad y los peligros de procesos a largo plazo como la quimioterapia.

Si bien la biopintura en sí está incompleta, Guleria ha comenzado a imprimir modelos de plástico como base de las eventuales células. Las versiones bioimpresas reales utilizarán el plástico de los modelos prototipo con células cancerosas MCF-7, hidrogeles y varios materiales de unión, que eventualmente se convertirán en un tumor de tamaño natural.

“ En el futuro, lo que podría suceder es que, si alguien tiene cáncer de mama, podríamos tomar sus células tumorales e imprimir un tumor y probar diferentes medicamentos y ver qué tratamientos funcionan y cuál funciona mejor para la paciente ”, explicó Guleria. “ Se trata de hacer que el tratamiento sea más específico para el paciente. »

Si bien siempre estuvo interesada en la investigación de tejidos, la muerte de un amigo a manos de Lukemia realmente golpeó a casa y endureció su determinación en la lucha contra el cáncer. “ Tenía solo 17 años y falleció un año después de su diagnóstico ”, dijo Guleria. Ahora, ha dedicado todo su trabajo a prevenir el daño causado por varios tipos de cánceres.

Cultivo de células cancerosas para investigación

La investigación actual se realiza normalmente en modelos 2D y placas de Petri. El objetivo de este proyecto de bioimpresión es añadir esa dimensión extra y trabajar con un sistema más informativo. Dado que serán más tridimensionales, pueden proporcionar una mejor lectura del cuerpo humano tal como está. También permite una mejor manera de medir el crecimiento de tejidos y fibras que conectan los orgánulos celulares.

Además de estudiar las células en sí mismas, la investigación puede medir los efectos precisos del cisplatino y otros medicamentos de quimioterapia, proporcionando una mejor comprensión de cómo operan a nivel micro. Por lo tanto, podría ser clave para regular las dosis y aumentar la seguridad del uso de dichos tratamientos. Guleria quiere ir más allá creando un modelo de tratamiento individual. La investigación podría entonces potencialmente crear regímenes personales, mucho más adecuados para el cuerpo de cada paciente.

“ Es posible que podamos tomar las células de alguien que tenga cáncer y usarlas para producir algo que podamos probar de manera muy específica para ese paciente ” , agregó Guleria.

La investigación del cáncer es particularmente complicada. Nunca existe una solución única para todos los cánceres porque los cánceres no son una sola enfermedad. Todo el campo de la investigación del cáncer abarca tantas cepas diferentes que confunden a los investigadores hasta el día de hoy. Afortunadamente, un medio de estudiar las células tumorales en sí puede ayudar enormemente a los esfuerzos. Inevitablemente conducirá a nuevos procesos y medicamentos que se adapten a los pacientes de forma individual.

Imagen destacada cortesía de la Universidad de Waikato.

Con la creciente necesidad de educar a los jóvenes sobre las nuevas tecnologías, muchas instituciones públicas están dando un paso al frente. Los sistemas y talleres de escuelas públicas existen desde hace mucho tiempo, pero ahora incluso los museos se están sumando a la acción. El Museo del Condado de Becker está organizando un campamento de verano de robótica e impresión 3D para niños de 7 a 14 años con el propósito expreso de enseñarles diversas habilidades de programación, robótica y fabricación para principiantes e intermedios.

El programa parece ser bastante extenso, cubriendo una variedad de temas que incluyen codificación Scratch, diseño asistido por computadora, impresión 3D y programación de robots. El campamento de 4 días, que terminó el jueves, enseñó a los estudiantes a usar TinkerCAD y desarrollar sus propias impresiones en el extremo de la impresión 3D. Otro programa enseñó a los estudiantes cómo programar los Ozobots usando bolígrafos y papel simples.

Los estudiantes aprenden el proceso de prueba y error de la robótica y los modelos 3D mostrando sus habilidades a lo largo del tiempo. Incluso aprenden cómo ejecutar Ozobots funcionales. “ Los Ozobots están programados con códigos que son líneas simples dibujadas en una hoja de papel, en diferentes colores ”, dijo Becky Mitchell, directora ejecutiva del museo. “ Los diferentes colores y secuencias de líneas son el lenguaje de Ozobot, que les dice qué hacer. »

Los programas del museo

Más adelante en la semana, visitaron algunos oradores invitados de BTD Manufacturing y TEAM Industries. Representantes de las dos empresas locales utilizan codificación informática y robótica como parte de sus procesos de fabricación.

Kevin Mitchell y el esposo de Becky se ofrecieron como instructor de campamento en el museo durante la semana. Compartió algo de su experiencia con la robótica y la impresión 3D con los estudiantes. Después de un comienzo algo difícil, el programa despegó y proporcionó información fundamentada a los asistentes.

Sin embargo, el campamento aún no está terminado. Otro programa estará disponible para otros estudiantes en el invierno.

» Haremos sesiones tanto para principiantes como intermedias «, dijo Becky Mitchell. “ El campamento se llevará a cabo del 26 al 28 de diciembre, con sesiones para niños de 7 a 10 años de 9 a 11 a. M. Y para niños de 11 a 14 años de 1 a 3 p. M. Luego, el sábado 29 de diciembre, tendremos otra Mini campamento de robótica para niños de 4 a 6 años y sus padres, de 10 a 12 h. »

Imagen destacada cortesía de Vicki Gerdes / Tribune, recuperada a través de DL-Online.